一个不懂物理学知识的人，一定不是一个好厨子 | 莱顿弗罗斯特效应的运用与消除
一个不懂物理学知识的人，一定不是一个好厨子 | 莱顿弗罗斯特效应的运用与消除
莱顿弗罗斯特效应是指当液体接触到一个远超其沸点的物体表面时，液体不会润湿炙热的表面，而是在其上形成一个蒸汽层的现象。这一现象由德国科学家莱顿弗罗斯特在1756年发现并研究。
莱顿弗罗斯特效应的核心机制在于，当液体接触到高温物体时，接触点的一部分液体迅速汽化形成蒸汽层，这层蒸汽将液体与高温表面隔开，从而阻止了液体的进一步热传导和对流，使得液体能够在高温表面上悬浮一段时间。
莱顿弗罗斯特效应在生活中的应用
厨房烹饪中的应用
实际生活中，这样的例子很多，比如厨师根据撒入锅中的水的状态来判断锅内的温度，如果水直接蒸发，说明温度在一百多℃左右，如果形成液态水滴状跳动，说明温度超过200℃。
机加工液冷散热冷却
不粘锅的设计原理
另外，不知道大家有没有买过不粘锅，买锅还是要买正品不粘锅。因为，有些不粘锅，在直播间搞宣传，或者拍摄的视频，是可以通过提高温度实现这种效果的，利用的正是这个莱顿弗罗斯特效应。
想要不粘，最重要的是提高锅内的温度，将铁锅的温度提高到200℃以上。这样在炒菜的时候，食材内部的水分接触锅底时会形成一道蒸汽屏障，菜也就不粘锅底了。
工业应用中的挑战与解决方案
在某些工业领域，液态冷却系统依靠蒸发来消除多余的热量，那么这种场景下，我们需要消除莱顿弗罗斯特效应对冷却效率的影响。
具有沟槽和纹理的表面（图片来源于网络）
消除莱顿弗罗斯特效应的方法
具有沟槽和纹理的表面，有助于阻止蒸汽层形成，保持液体与材料接触。
并设计一个特殊的膜嵌入沟槽，将水引入，这种膜可以有效的吸水。扩散到膜表面，然后蒸发。
这种材料组合与结构设计结合，阻止了水滴反弹，帮助液态蒸发，从而有效带走表面热量。王钻开团队的新设计将膜与沟槽结合，消除了这一效应。这一成果应用前景广泛，比如为核电站进行降温散热！
“低温”莱顿弗罗斯特效应的最新研究
也有研究 “低温”莱顿弗罗斯特效应的科研人员，通过调节微柱高度，实现了液体在莱顿弗罗斯特弹跳和振荡弹跳之间的切换控制。
“低温”莱顿弗罗斯特效应中的液滴快速弹跳（来源：Nature Physics）
打破了传统莱顿弗罗斯特效应需要高过热度以维持液体持续沸腾的固有认知，所提出的热边界层-气泡-液体相互作用是对二百余年莱顿弗罗斯特效应基础理论的重大创新和有效补充。
在 “低温”莱顿弗罗斯特效应下，蒸汽润滑作用使液体运动阻力降至极低，从而赋予液体在极高的运动能力和操控性能，使其在需要对流体进行高效、精确运动操控的应用场景，如芯片冷却、纳米材料合成和表面防/除污等方面，展现出巨大应用场景。