不会沸腾的水：科学家操纵莱顿弗罗斯特效应

微表面有助于在较低温度下实现莱顿弗罗斯特效应。

由程江涛副教授领导的弗吉尼亚理工大学研究小组取得了一项挑战数百年科学认识的发现。科学家们能够操纵莱顿弗罗斯特效应，这是一种水滴漂浮在热表面上方的现象。

莱顿弗罗斯特效应的新视角

莱顿弗罗斯特效应以德国医生约翰·戈特洛布·莱顿弗罗斯特 (Johann Gottlob Leidenfrost) 的名字命名，当液体（例如水）撞击温度远高于其沸点的表面时，就会发生莱顿弗罗斯特效应。结果是形成一层薄薄的蒸汽，将液滴隔离并使其“漂浮”。

直到最近，人们还认为水的莱顿弗罗斯特效应发生在大约 230 摄氏度的温度下。埃默里大学 2021 年的一项研究发现，当表面温度降至 140 摄氏度时，这种效应通常会消失。然而，弗吉尼亚理工大学的一个团队已经证明，使用特殊设计的表面可以在低至 130 摄氏度的温度下引发这种效应。

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创建独特的表面纹理

这一突破的关键在于科学家们使用的独特表面纹理。他们创造了一个覆盖着微柱的表面，每个微柱的宽度约为人类头发的宽度（0.08 毫米高），并以规则的图案排列（相距 0.12 毫米）。这些柱子显着增加了与水滴接触的表面积，从而改善了传热。

“就像荷叶上的乳突一样，微柱的作用不仅仅是装饰表面。他们赋予它新的属性，”程指出。

出乎意料的高结果

“我们预计微柱会改变这种已知现象的行为，但我们的结果超出了所有人的预期，”程补充道。