Uma gota retorna a uma superfície horizontal após pular. Orientando as superfícies verticalmente, a gravidade pode funcionar com o 'salto de gota' da tensão superficial como o mecanismo mais eficaz para a remoção de umidade e transferência de calor. Crédito:Virginia Tech
Uma década atrás, uma nova ideia foi introduzida na comunidade científica em geral - despejar água de condensadores era mais eficiente usando a tensão superficial para fazer gotículas microscópicas de água "pularem" da superfície. A ideia pegou a comunidade de pesquisa de assalto.
"Na última década, desde que descobri as gotas que saltam, o debate tem sido usar gravidade versus salto, "disse Jonathan Boreyko, professor assistente de engenharia mecânica na Faculdade de Engenharia.
O problema era porque o salto em si ocorre independente da gravidade, o que aconteceu depois do salto não foi considerado. Cinco anos depois de seu artigo original, Boreyko voltou ao laboratório para descobrir que, para eficiência, o salto e a gravidade não devem ser mutuamente exclusivos. Agora, em um artigo publicado na revista Joule , Boreyko e o estudante de doutorado Ranit Mukherjee começaram a considerar a orientação da superfície e descobriram que, usando condensadores verticais, a junção de superfícies super-hidrofóbicas e gravidade produz um condensador que é pelo menos duas vezes mais eficiente.
Usando superfícies superhidrofóbicas, que têm nano-pilares e um revestimento hidrofóbico, gotas de água podem liberar o poder da tensão superficial sempre que duas ou mais gotas se tocam e se fundem, pular para longe da superfície, independentemente da orientação dessa superfície. Contudo, nem todas as gotículas fazem uma fuga limpa.
"Existem algumas gotas que não conseguem pular, ou cair de volta na superfície, "Boreyko explicou." Essas gotas podem então se juntar a outras e formar um acúmulo de condensação que reveste o condensador e limita sua capacidade de resfriamento. Para essas gotas maiores, onde pular falhou, drená-los pela gravidade seria uma ótima apólice de seguro. "
Historicamente, os condensadores eram sempre orientados verticalmente para permitir que a água escoasse por gravidade. Contudo, os pesquisadores que examinaram as gotículas alimentadas pela tensão superficial estavam estudando principalmente o fenômeno do salto em superfícies planas e não falando sobre a importância da orientação.
"A pesquisa tem se concentrado tanto no uso da tensão superficial para liberar gotículas em vez da gravidade, que ninguém considerou que esta não era uma situação 'e / ou', "Boreyko disse." Acontece que a tensão superficial e a gravidade funcionam muito melhor juntas do que sozinhas. "
"O que encontramos ilustra que existe um único, melhor maneira de eliminar a umidade dos condensadores, o que aumenta a eficiência de uma variedade de itens, incluindo usinas de energia, ou qualquer coisa que requeira troca de calor, "Mukherjee disse.