Ученые МЭИ создали технологию управления смачиваемостью
Ученые Национального исследовательского университета «МЭИ» разработали и запатентовали технологию управления смачиваемостью материалов, которая позволит создавать более эффективные системы охлаждения и теплопереноса для самых разных областей — от атомной энергетики до космических аппаратов.
Новая технология решает одну из ключевых проблем современной теплофизики — контроль над процессами кипения, испарения и конденсации жидкостей на микро- и наноуровне. Она основана на воспроизведении и усилении природных механизмов, таких как «эффект лотоса» и капиллярный эффект.
Ученые создали сверхгидрофобное покрытие из углеродных нанотрубок, повторяющее структуру листа лотоса. Оно не только эффективно отталкивает воду, но и интенсифицирует конденсацию, значительно повышая теплоотдачу. Для улучшения кипения и испарения были также разработаны гидрофильные поверхности с микроканавками и нанопокрытием из оксида алюминия. Они позволяют воде подниматься против силы тяжести на высоту, обеспечивая интенсивное охлаждение. Комбинируя гидрофильные и гидрофобные зоны покрытия в одном устройстве (например, в термосифоне), исследователям удалось снизить его термическое сопротивление в три раза.
«Раньше мы могли лишь наблюдать за тем, как жидкость взаимодействует с поверхностями. Теперь у нас появилась возможность контролировать ее поведение на уровне микро- и наноструктур. Это фундаментальный шаг, который открывает новые горизонты для прикладных исследований и инновационных разработок в области энергетики и строительства надежной инфраструктуры для северных регионов», — отметил ректор НИУ «МЭИ» Николай Рогалев.
По мнению ученых, разработка найдет применение в самых разных сферах, таких как обеспечение термостабилизации грунтов в районах вечной мерзлоты, создание безопасных и эффективных систем охлаждения для объектов ядерной энергетики, повышение эффективности ТЭС, проектирование систем терморегуляции для космических аппаратов.
Разработка выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России по программе «Приорите-2030» национального проекта «Молодежь и дети».