Científicos de la Universidad de Syracuse han creado una tecnología inusual que permite que el agua se "congele" mientras hierve, lo que permitirá en el futuro comprender cómo hacer hervir el agua en el espacio y cómo mejorar el funcionamiento de los sistemas de refrigeración líquida para la electrónica.
Los científicos estadounidenses han desarrollado una tecnología que literalmente le permite pausar el proceso de ebullición al evitar que se formen burbujas dentro del líquido hirviendo, según un artículo publicado en Scientific Reports.
“Esta tecnología nos permitirá analizar el proceso de ebullición del agua al nivel más fundamental. Comprenderlo nos permitirá crear superficies que nos permitan lograr la máxima transferencia de calor, así como comprender cómo podemos hacer que el agua hierva en gravedad cero, donde la ausencia de gravedad conduce a la acumulación de burbujas en la superficie calentada”, dijo Shalabh Maroo de la Universidad de la ciudad. Siracusa (Estados Unidos).
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Maru y sus colegas aprendieron cómo dejar de hervir gracias a dos cosas: un láser especial y una placa calefactora de silicona especial, cuya interacción con el rayo láser evitó la formación de burbujas en el agua.
Los científicos dicen que el proceso de aparición de burbujas con vapor dentro de un líquido en ebullición sigue siendo un misterio para los físicos: aún no están completamente seguros de saber cómo ocurre la transición de fase entre el estado líquido y gaseoso del agua u otras sustancias, lo que determina el tamaño y otros. propiedades de las burbujas.
Las burbujas de vapor, según Maru, se forman en el fondo de un recipiente calentado, donde crecen y luego suben a la superficie. Sus propiedades, señala el científico, dependen de cómo esté dispuesta la fina capa de agua que separa el fondo del recipiente del fondo de la burbuja. El estudio de esta capa ha sido prácticamente imposible hasta la fecha debido a la tasa de formación de burbujas y la falta de instrumentos adecuados para observarlas.
Un grupo de físicos liderados por Maru logró "congelar" el proceso de formación de vapor irradiando una placa de tres capas: óxido de silicio puro, oro y vidrio de silicona, ubicada en el fondo de un recipiente con agua caliente, pero no hirviendo, utilizando pulsos de láser ultracortos.
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Con el constante "bombardeo láser", aparece una burbuja de vapor en la superficie de esta placa, que permanecerá "pegada" a ella durante horas mientras los científicos continúan irradiando el "sándwich" de silicio.
La observación de esta burbuja de vapor "congelada" ya ha ayudado a los físicos a descubrir varias características interesantes y previamente desconocidas de cómo hierve el agua. Por ejemplo, los científicos han descubierto que la estructura de la capa entre la burbuja y el fondo del recipiente depende del grado de calentamiento: cuanto mayor sea la temperatura, más delgada será esta capa.
Además, cuando se alcanza una determinada marca, se divide en tres regiones diferentes: aparece una mancha seca en su parte central y en los bordes hay dos zonas de evaporación del agua, en las que el líquido se convierte en vapor según dos escenarios diferentes. Su estudio, esperan los científicos, ayudará a crear nuevos sistemas de enfriamiento ultraeficientes y también permitirá a la tripulación de la ISS y otras estaciones espaciales y naves beber té o café caliente, agua hirviendo en el espacio.
