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水往高处流

日期：2010-08-10　　有1457人浏览

有道是水往低处流，要使它往高处走，总要额外费些力气。不过科学家ZUI近发现，在有着锯齿形起伏的水平面上，液滴可以依赖蒸气作用自行移动，甚至流向更高处。这种“自推进”的液体将来有可能用于冷却电子设备里的微处理器。
　　据英国《新科学家》杂志网站20日报道，Heiner Linke和他在美国俄勒冈大学及澳大利亚新南威尔士大学的合作者，使用有着许多微小锯齿形起伏的铜制表面，在上面放置水或其它液体，并将表面加热到远高于液体沸点的温度。例如水的沸点是100℃，而放置水滴的铜制表面加热到220℃。
　　由于表面温度很高，液滴与表面之间会产生一层蒸气，称为Leidenfrost层。这样，液滴就有了一个“气垫”，就像气垫船一样，水平方向上一个微小的作用力就能使它运动起来。Linke说：“我们观察到液体以高达每秒5厘米的速度运动。”
　　科学家还不能确定，促使液滴运动的水平方向作用力来自何方。他们猜想，液体和炽热表面之间不断地产生的蒸气，从液滴下面逃逸出来，产生了微小的推动力。Linke说：“锯齿形表面的不对称性，使得液滴下的蒸气绝大多数沿一个方向逃逸。液滴就像河流中的船只，被蒸气流拖动着。”
　　研究人员发现，他们用来做试验的多种液体，全部都会出现这种现象，包括液氮、甲醇、乙醇和水等等，其沸点差异很大，从-196℃到151℃不等。在试验中，液滴直径通常为1毫米，锯齿高度为0.1毫米。
　　液滴的加速度可以达到1~2米/秒2。Linke说：“我们观察到液滴ZUI多可移动一米，直至ZUI后蒸发掉。”研究小组还发现，液滴ZUI多可以爬上倾角为10度的斜坡。
　　科学家设想，在内壁为锯齿形的管道中，装上可自我推进的液体，以微处理器产生的废弃热量为动力，就能制成冷却泵，给微处理器降温。这种泵没有任何活动部件，不需要外部能源。研究小组已经提交了类似冷却系统的初步**申请，但他们还不能确定，该系统在更小尺度（比如微处理器冷却所需要的尺度）上是否有效，所以现在讨论它与现有冷却方法的优劣还言之过早。