Цивилизация
Ученые Томского политеха создали материал, обладающий одновременно свойствами гидрофильности (смачиваемости) и гидрофобности (водооталкивания). Такой подход позволяет в разы увеличить эффективность испарения жидкости с поверхности, а значит – лучше охлаждать оборудование, например, системы связи 5G, авиакосмические аппараты, платы с микрочипами. Об этом «Газете.Ru» рассказали в Минобрнауки.
Материалы, сочетающие гидрофильные и гидрофобные свойства на разных участках поверхности, называют бифильными. Они позволяют эффективнее охлаждать поверхности с помощью капельного орошения, однако их применение ограничено из-за дороговизны и сложности получения для реальных установок. Для решения этой проблемы ученые создали уникальный подход на основе лазерной обработки.
«Мы разработали подход, позволяющий прогнозировать формируемую лазерным излучением конфигурацию текстуры на обрабатываемой поверхности, например, микростолбики или микроканалы. После чего определенным участкам поверхности мы придаем необходимые свойства смачивания, супергидрофильные или супергидрофобные», — рассказала «Газете.Ru» руководитель проекта, доцент научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Евгения Орлова.
Для изготовления бифильных материалов политехники использовали алюминиево-магниевые сплавы. Испытания показали, что модификация поверхности лазером позволяет в разы увеличить эффективность испарения теплоносителя с поверхности. Кроме того, модифицированная лазерным излучением поверхность металлов устойчива к коррозии и абразивному износу.
«Для перехода воды из жидкого состояния в газообразное нужно затратить энергию. В том месте, откуда взята энергия, происходит снижение температуры. На гидрофильных участках влага растекается в тонкую пленку, с поверхности которой быстро испаряются молекулы. На гидрофобных участках влага собирается в каплю, в этом случае больше центров парообразования. Сочетание двух этих эффектов в нашем материале позволяет ускорить процесс испарения и охлаждения», — объяснил доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Дмитрий Феоктистов.
Ранее в России создали покрытые стеклом костные импланты.