the nanoscale Leidenfrost effect

Nanoscale evaporation of liquids plays a key role in several applications including cooling, drag reduction and liquid transport. Esta pesquisa investiga o efeito Leidenfrost na nanoscala como uma função do material substrato, Tamanho de gotículas e temperatura usando modelos de dinâmica molecular. Gotículas de água variando de 4 nm a 20 nm foram simuladas sobre substratos de ouro e silício a 293 K, 373 K, 473 K e 573 K. Foi observado um aumento significativo da energia cinética (>5000 kcal mol-1) para moléculas na vizinhança dos substratos, indicando a presença de uma camada de barreira de vapor entre substrato e líquido. Velocidades de gotículas mais elevadas foram rastreadas para substratos hidrofóbicos de ouro em comparação com substratos de silício hidrofílico indicando a influência da molhabilidade da superfície no efeito Leidenfrost. Gotículas sobre substratos de silício tiveram um maior número de flutuações (picos e vales) em comparação com o ouro devido ao comportamento cíclico da formação de vapor. Um aumento na interfacial energias cinética de translação e velocidades (>10 m s-1) foram observadas, como a gota de tamanhos reduzidos, confirmando o efeito de Leidenfrost 373 K. Esta pesquisa fornece a compreensão do efeito de Leidenfrost em nanoescala, o que pode afetar várias aplicações de transferência de calor e de gotas de propulsão.

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