Ut ur stekpannan

Leidenfrost-effekten demonstrerad på en varm kokplatta. Shutterstock

Du kanske har märkt att vattendroppar skitrar runt på filmen av het olja när du steker något i en stekpanna. Nu har MIT-forskare analyserat det till synes triviala fenomenet och dess konsekvenser för första gången.

En droppe kokande vatten på en het yta kommer ibland att sväva på en tunn ångfilm, ett väl studerat fenomen som kallas Leidenfrost-effekten. Om ytan är belagd med het olja, som har mycket större friktion än en ångfilm, bör droppen förväntas röra sig mycket långsammare — men MIT-experimenten visade att den faktiskt zoomar bort 10 till 100 gånger snabbare.

Kripa Varanasi, professor i maskinteknik, och doktorand Victor Julio Leon använde extremt höghastighetsfotografering för att förstå det förvånansvärt komplexa samspelet mellan faktorer i arbetet. Under de rätta förhållandena, visar det sig, kommer oljan att täcka utsidan av varje droppe, och små bubblor av ånga kommer att bildas längs gränsytan mellan vattnet och oljan när den värms upp. Eftersom dessa bubblor ackumuleras slumpmässigt längs droppens bas, utvecklas asymmetrier, och den sänkta friktionen under bubblan lossar droppen från ytan.

Utan oljemanteln skulle ångbubblorna flyta ut ur droppen i alla riktningar, men cloaking-effekten håller dem inne som huden på en ballong. Men när bubblorna spricker igenom ger de en kraft, och ballongen bara flyger av eftersom luften går ut på ena sidan, säger Varanasi.

När forskarna väl har tagit reda på hur man kontrollerar processen, kan den potentiellt användas för självrengörande eller avisningssystem, eller för att driva små mängder vätska genom mikrofluidiska enheter.

Dölj