Le MIT (Massachusetts Institute of Technology) est une université américaine fondée en 1861. Il fait partie des meilleurs instituts technologiques au monde. Youngsup Song, un récent diplômé de l’établissement, avec l’aide de plusieurs autres chercheurs, a découvert une nouvelle façon plus rapide et plus économique de faire bouillir l’eau. Dans un article paru récemment dans la revue Advanced Materials, l’équipe explique que pour arriver à la phase d’ébullition, il est nécessaire que deux indicateurs soient présents : le coefficient de transfert thermique (CHF) et le flux de chaleur. Toutefois, l’optimisation de ces deux paramètres est difficile, car ils sont interdépendants. Ainsi, l’amélioration de l’un affaiblira l’autre. Quoi qu’il en soit, les scientifiques du MIT affirment avoir réussi à développer une solution pour améliorer les deux facteurs en même temps.
La théorie de l’ébullition
Dans la publication, Song affirme avoir réussi à trouver une solution pour atténuer l’effet de la présence d’un film de vapeur qui rend le processus d’ébullition moins efficace. « Plus il y a de bulles sur la surface d’ébullition, plus l’ébullition est efficace. Mais quand les bulles sont trop nombreuses, elles ont tendance à fusionner. Cette phase de fusion engendre la création d’une couche de vapeur au-dessus de la surface d’ébullition. La présence de ce film de vapeur située entre la surface chaude et l’eau entrave alors à l’efficacité du transfert de chaleur et de la valeur CHF », a-t-il expliqué. Les recherches se sont alors concentrées sur des modifications de surface à plusieurs échelles de taille.
Une nouvelle méthode de traitement de surface
Tout d’abord, les chercheurs ont ajouté à une surface une série de cavités de 10 µm de large séparées d’environ 2 mm les unes des autres. Ce groupe de micro-cavités a pour rôle de contrôler la formation des bulles et de les maintenir fixes, bloquant ainsi la formation du film de vapeur. Malheureusement, lorsque le nombre de bulles à la surface est réduit, cela diminue l’efficacité du processus d’ébullition. Pour contourner ce problème, l’équipe a développé une technique de traitement de surface à une échelle encore plus petite. Elle consiste à ajouter de minuscules bosses et crêtes pour accélérer l’évaporation.
Des observations en laboratoire
Pour former les cavités, Song et ses collaborateurs ont dû instaurer une série de colonnes à la surface du matériau. Associées à des nanostructures, ces colonnes permettent l’évacuation de l’eau de bas en haut, ce qui accélère la phase d’ébullition. En conclusion, le jeune diplômé du MIT explique que : « le fait de combiner les trois niveaux de modification de surface qui sont la séparation de la cavité, les colonnes et la texturation à l’échelle nanométrique optimise fortement l’efficacité du processus d’ébullition. » Selon Evelyn Wang, professeur au MIT, les expériences qu’ils ont menées se sont limitées à des observations en laboratoire. Cette découverte pourrait cependant contribuer à l’amélioration des systèmes électroniques de gestion de la température. Mais avant que cela ne devienne possible, des recherches supplémentaires seront encore nécessaires.
Bonsoir. Voir l’effet dumas crée par un français voilà plus de 10 ans. Lui n’a pas voulu déposer un brevet. Il a mis en open source sa découverte..
Bravo Philippe
Ca ressemble au système de captation de chaleur sous les casseroles dans les hauteurs du canton de Vaud, en Suisse. Si ça marche pour capter, ca doit bien marcher pour restituer. Pour nettoyer le lait collé ça doit quand même être la misère.