Andningssiffror är de typiska kondensmönster vi känner från att andas på en kall yta. Inom fysiken, denna term används för att beskriva droppvisa kondensmönster. Utvecklingen av dessa mönster och avrullning av droppar kan ändras kraftigt under elektriska fälteffekter "elektrovätning" - vilket leder till högre värmeöverföringshastigheter. Forskare vid University of Twente presenterade dessa resultat i Fysiska granskningsbrev .

Droppvis kondens kan ses i många naturfenomen som daggbildning; det är också grunden för teknik som värmeväxlare, avsaltningsenheter och vattenavverkningssystem. För att optimera dessa industriella tillämpningar krävs grundlig kunskap om hela kondensprocessen, inklusive dropptillväxtdynamik och rörlighet. Det är möjligt att göra detta genom att ändra ytegenskaperna, till exempel genom att applicera en tunn vattenavvisande beläggning som förbättrar dropprörligheten. UT -forskarna visar nu att det också är möjligt att aktivt påverka kondensatdropparna genom att bädda in elektroder i ytan.

Applicering av elektriska fält ändrar ytans "vätningstillstånd". Detta kallas elektrowetting. Den typiska andningssiffran har slumpmässigt fördelade droppar, men under elektrovätning, utvecklingen av kondens kan kontrolleras. Det elektriska fältet påverkar dropparnas fördelning och storlek:de smälter samman snabbare orsakade av de elektriska krafterna och bildar större droppar på kortare tid. Dessutom rör de sig för att bli inriktade längs varandra.

Förbättrad värmeöverföring

På det här sättet, under elektrovätning, andningssiffran genomgår en stor omvandling av egenskaper som ytskydd, storleksfördelning och medelradie. Genom snabb sammanslagning av droppar, deras nettoytäckning minskas jämfört med typfall, lämnar mer "bar yta" för ytterligare kondens. Dessutom rullar dropparna av snabbare på ytan. Denna ökade rörlighet leder till effektivare värmeöverföring, som preliminära mätningar visar - gjorda i samarbete med en forskargrupp från MIT. Förutom praktiska tillämpningar, som förbättrade värmeväxlare, forskningen ger mer grundläggande insikter om teoretisk analys av droppvis kondens vid ett brett spektrum av energinivåer:den visar vilka de föredragna platserna för inriktning av droppar, till exempel.

Forskningen har gjorts i gruppen Physics of Complex Fluids av prof Frieder Mugele, del av MESA+ Institute for Nanotechnology vid University of Twente. Det fick stöd av den nederländska organisationen för vetenskaplig forskning (avdelningen tillämpade och tekniska vetenskaper) och Vici-programmet.