“悬浮莱顿弗罗斯特水滴的最终命运”

往热平底锅里浇水，经常看到水滴嘶嘶声很快蒸发。 但是，如果你真的加热了，会发生一些不同的事件。 液滴保持完美，在表面跳舞滑动，这就是所谓的莱顿弗罗斯特效应。 目前，一个研究小组详细介绍了这些莱顿·弗罗斯特液滴如何满足最终命运。

在发表于科学进展杂志的论文中，研究小组表明，莱顿·弗罗斯特的小水滴最终从热表面消失，大水滴发出剧烈的爆炸声，并伴有可闻的龟裂。 液滴最终是否爆炸或逃逸，包含在初始尺寸和固体污染物的数量-环境灰尘或污垢粒子-液滴中。

不仅说明了johann gottlob leidenfrost在1756年记录这一现象时听到的龟裂声，也可能表明这些发现在未来的设备中是有用的-可能利用冷却系统或粒子输送和堆积设备-赖特-弗罗斯特效应

布朗大学的博士后研究员、该研究的共同第一人varghese mathai说:“这是一个历史长达250年的问题。 我们找不到以前在文献中解释裂缝来源的尝试。 因为这是基本问题的答案。

这项研究发表在科学进步上，由布朗的mathai、清华大学的共同主要作者sijia lyu和来自比利时、中国和荷兰的其他研究者合作完成。

自从莱顿·弗罗斯特在水滴中注意到这种奇怪的行为以来，科学家们发现了浮游现象是如何发生的。 液滴与远远超过液体沸点的表面接触时，液滴下面会产生蒸汽。 蒸汽支撑着水滴的重量。 蒸汽还使液滴绝缘，减慢蒸发速度，在魔毯上滑动。 时，遇到华氏380度以上的表面时发生。 赖顿弗罗斯特的温度因油和酒精等其他液体而异。

几年前，一个研究小组意识到微小莱顿·弗罗斯特的最终命运，表示尺寸稳定缩小，突然从表面发射消失。 但是，这并不能解释莱顿·弗罗斯特听到的裂缝声，也没有人详细研究过这声音是从哪里来的。

在这项新的研究中，研究人员用每秒40，000帧的记录速度和敏感的麦克风安装照相机，注意听超过莱顿·弗罗斯特温度的乙醇滴。 他们发现，如果液滴开始的时间比较小，就会像以前的研究者注意到的一样收缩逃生。 从几个方面来说，如果这些液滴足够小变轻，它们会被它们周围的蒸汽流突然进入空气体中，最终它们消失。

但研究表明，液滴直径在毫米以上时，发生了一些不同的情况。 大水滴逐渐变小，但并不小到可以飞过去。 相反，大液滴稳定地沉在下面的热表面。 最终，液滴接触表面，产生在那里听到的裂缝。 那么，什么样的大水滴不能像飞溅的水滴一样飞得足够小呢？ 研究人员称，这是污染问题。

没有纯净的液体。 其中有微小的粒子污染物、灰尘和其他影响莱顿·弗罗斯特过程的粒子。 随着液滴收缩，其中的粒子污染物浓度增加。 开始变大的液滴，因为粒子的绝对值很高，特别是这样。 研究人员推测，大滴开始后，污染物的浓度会变高，粒子沿着液滴的表面蓄积在坚固的壳体中。 那个壳形成下垫，切断蒸汽的供给。 结果，液滴沉在下方的热表面，接触时爆炸。

为了测试这个想法，我们注意到液滴有不同程度的二氧化钛微粒污染。 他们发现随着污染物水平的增加，爆炸时液滴的平均尺寸也会增加。 在这项研究中，还可以将爆炸碎片中的污染物壳成像。

无论如何，证据表明微量污染物在明确莱顿·弗罗斯特液滴的命运方面也起着重要的作用。 除了解释莱顿·弗罗斯特首次报道的裂缝声外，这个发现可能有实用价值。

最近的研究表明，莱顿弗罗斯特下降的方向是可以控制的。 由此，可以在微电子制造工艺中作为悬浮粒子载体使用。 另外，为了使电子部件保持特定的温度而设计的热交换器中也可以使用liton flost液滴。

使用这些污染物可以改变莱顿弗罗斯特液滴的采用寿命。 马泰说。 因此，通过大致掌握粒子堆积的位置或微调污染物的量，可以控制传热持续多长时间。

研究结果可能用于开发水和其他液体的新纯度测试方法。 因为液滴爆炸的大小与其污染负荷密切相关。

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