Физики из США заставили лёд левитировать над нагретым металлом

Если капля воды попадёт на поверхность, значительно более горячую, чем точка кипения этой жидкости, то она будет левитировать над ней. Этот эффект назвали именем немецкого врача и теолога Иоганна Готлоба Лейденфроста, который в 1756 году первым его описал.

В новом исследовании доцент кафедры машиностроения Технологического института Вирджинии Джонатан Борейко и его аспирант Моджтаба Эдалатпур добились левитации кусочка льда. Фактически они экспериментально доказали теорию, впервые озвученную в XVIII веке.

лёд левитирует

Учёные пояснили: если довести алюминиевую пластину до 150°C, то под ней образуется подушка из пара. Она отделяет воду от металла — и капля будет левитировать или скользить по поверхности, как шайба для аэрохоккея.

Если в тех же условиях на алюминиевую пластину положить кусок льда, он постепенно расплавится и превратится в воду. Талая вода закипит, но пара под ней не образуется.

Но когда учёные нагрели пластину до 550°C, эффект Лейденфроста проявился и для льда. За счёт пара льдинка поднялась над поверхностью, хоть и продолжила таять.

Такое поведение объясняется разницей температур в слое талой воды. Внизу она кипит при 100°C, вверху — тает при 0°C. Если же нагрев очень высокий, между нагретой пластиной и льдом успевает образоваться паровая подушка.

Результаты исследования позволят создать новые системы охлаждения для автомобилей, серверов и даже атомных электростанций. Эффект поможет найти вещества или механизмы, которые смогут быстро отводить или перераспределять тепло, снижая износ техники и предупреждая опасные ситуации.