Mentre la persona media associa la bollitura alla preparazione della cena, il processo è anche ampiamente utilizzato per trasferire il calore attraverso le superfici. Viene utilizzato nei frigoriferi, nelle caldaie industriali e persino sulla stazione spaziale internazionale per respingere il calore dai suoi sistemi nello spazio. Infatti, circa il 90% dell'elettricità negli Stati Uniti è generata da turbine a vapore, che richiedono caldaie. Una bollitura più efficiente può portare a significativi risparmi energetici e sui costi. Ecco perché i ricercatori continuano a studiare il processo.

L'assistente professore Shalabh Maroo del College of Engineering and Computer Science ha scoperto un nuovo modo per migliorare l'efficienza del trasferimento di calore bollente. Presentato in una recente pubblicazione di Langmuir , La ricerca di Maroo migliora il flusso di calore critico (CHF), il massimo trasferimento di calore pratico nell'ebollizione.

"Anche se l'ebollizione è stata studiata per oltre 50 anni, abbiamo introdotto e convalidato un nuovo meccanismo per aumentare il trasferimento di calore bollente, "dice Maroo.

Il nuovo meccanismo sviluppato da Maroo e dall'ex Ph.D. studente An Zou '15 si basa sull'evaporazione precoce del microstrato, che è un sottile film liquido presente alla base di una bolla. Microridges sulla superficie suddividono il microstrato e lo scollegano dal liquido sfuso, facendolo evaporare prima, portando così ad un aumento del tasso di crescita delle bolle, frequenza di partenza e CHF. Rispetto ad una superficie piana, c'è un aumento del 120% circa in CHF con solo un aumento del 18% circa della superficie, il più alto tale miglioramento riportato in letteratura. Prima della scoperta di Maroo, i ricercatori hanno migliorato la CHF modificando la superficie in cui avviene il trasferimento di calore aumentando la densità del sito di nucleazione, migliorare la bagnabilità della superficie o l'effetto di assorbimento, separare i percorsi per i flussi di liquido e vapore, e aumento della rugosità superficiale.

La scoperta di Maroo consentirà l'accoppiamento del nuovo meccanismo con i meccanismi esistenti per spingere ulteriormente i limiti del trasferimento di calore bollente, consentire la progettazione di micro e nanostrutture per ottenere il trasferimento di calore desiderato con l'ebollizione, e far progredire la tecnologia di prossima generazione di gestione termica dell'elettronica.