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【新能源】莱顿弗罗斯特效应:革命性的发动机为人类火星生活提供动力
姚保寅 2015-11-19
导语

归功于英国纽卡斯尔的诺森比亚大学的开创性研究,那些希望有朝一日拓殖火星的人们拥有了一项从二氧化碳获取能量的新技术。


研究人员想利用“莱顿弗罗斯特效应”(Leidenfrost effect)为一种新型发动机提供动力。

当液体靠近温度比其沸点高很多的物体表面时,“莱顿弗罗斯特效应”就会发生。液体和固体表面一接触,固液界面就会形成一个蒸汽层,成为两者之间的屏障。这也适用于干冰。由于存在蒸汽薄膜,干冰可以飘浮在热表面上方。      

图:  莱顿弗罗斯特效应

研究人员将这项研究成果发表在《自然通讯》杂志上,第一次提出利用“莱顿弗罗斯特效应”产生的蒸汽来驱动发动机。据《物理学家》网站报道,这项创新型技术对长期太空旅行而言将会产生很多影响。利用易获得、可再生的二氧化碳,遥远行星的拓殖可能会梦想成真。

事实上,NASA的火星侦察轨道器(MRO)已送回的证据表明干冰可能是火星上的天然资源。该项研究作者之一阿基拉博士(Rodrigo Ledesma-Aguilar)说:“二氧化碳在火星上的角色类似于地球上的水,是一种广泛可得的资源,在自然的火星温度变化下经历循环相变。”

也许火星上未来的发电站将利用干冰块蒸发来收割能量,或者从其他碳基资源如甲烷气体中提取化学能。”该项研究的另一作者威尔斯(Gary Wells)博士说:“基于莱顿弗罗斯特效应的发动机工作原理与蒸汽热力发动机迥然不同。高压蒸汽推动转子自由旋转,转子的能量被转换成动力,整个过程无需轴承,从而使新型发动机具有低摩擦性。”

诺森比亚大学环保工程学院常务副院长麦克黑尔(Glen McHale)教授说:“该技术有望取得进一步突破。这是智能材料工程研究领域一个令人兴奋的新路径。基于莱顿弗罗斯特效应的设备将来可能会有广泛的应用:从无摩擦运输,到外太空探索。”

(本文由姚保寅博士编译,如若转载,请注明e科网)

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文章评论(2)
金陵[北京大学]

(__)  /oo\\________ \ /     \---\ \/    /  \  \   \\_|___\\_|/  *    ||  YY|    ||  ||  

999天前 | 回复
令狐小冲[清华大学]

厉害!

1092天前 | 回复
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作者 姚保寅

工程师

中国航天系统工程研究院

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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