Un gruppo di ricercatori ha scoperto che piccole gocce d'acqua che si formano su una superficie super-idrofobica, per poi rimbalzare via velocemente, vengono caricate positivamente con una dose di elettricità. La scoperta potrebbe portare a grandi progressi e miglioramenti nell'efficienza delle centrali energetiche che usano l'acqua e potrebbero persino aprire a nuovi modi per ricavare energia direttamente dall'atmosfera. La scoperta è stata pubblicata sul giornale scientifico "Nature Communications" ed è opera del ricercatore Nenad Miljkovic, del professore di ingegneria meccanica Evelyn Wang e due altri scienziati co-relatori.

Miljkovic ha spiegato che questa è un'estensione di un suo precedente lavoro con un team del MIT in cui veniva mostrato come sotto certe condizioni, invece di scivolare e separarsi da una superficie, per via della gravità, le gocce d'acqua possono rimbalzare! Questo avviene quando le gocce condensano su una superficie metallica con un particolare rivestimento super-idrofobico e quando almeno due gocce si fondono: Possono spontaneamente saltare dalla superficie come risultato del rilascio di questo eccesso di energia sulla superficie.

Nel nuovo lavoro invece, grazie all'analisi fatta con riprese ad altissima velocità (con tante immagini al secondo), "abbiamo scoperto che quando le gocce saltano si repellono a mezz'aria" spiega Miljkovic. "Precedenti studi non avevano mostrato alcun effetto simile. Quando l'abbiamo notato siamo rimasti estremamente intrigati

Per riuscire a comprendere la ragione di questa repulsione tra gocce saltellanti dopo che lasciano la superficie, i ricercatori hanno eseguito una serie di esperimenti usando un'elettrodo carico. E' così, quando l'elettrodo aveva una carica positiva, le gocce venivano respinte, mentre quando aveva una carica negativa, venivano attratte. Questo stabilisce che l'effetto è stato causato da una carica elettrica positiva formatasi sulle gocce mentre saltavano dalla superficie.

Il processo di carica avviene perché mentre le gocce si formano sulla superficie, spiega Miljkovic, formano naturalmente uno strato elettrico doppio - uno strato di cariche positive e negative accoppiate - sulla loro superficie. "Quando gocce vicine si fondono, portando al loro salto dalla superficie, questo processo avviene con una velocità così alta che le cariche si separano. Questo lascia un po' di carica sulla goccia ed il resto sulla superficie."

La scoperta iniziale, che le gocce potessero saltare così da una superficie condensatore -componente al cuore della maggior parte delle centrali energetiche del mondo - ha fornito un meccanismo per aumentare l'efficienza del trasferimento di calore dai condensatori, permettendo quindi di migliorare molto l'efficienza globale delle centrali. La nuova scoperta fornisce adesso anche un modo per aumentare ulteriormente i vantaggi di questo meccanismo. Applicando la giusta carica ad una lastra metallica vicina, le gocce che saltano possono essere tirate via dalla superficie, riducendo la probabilità che vengano fatte ricadere sul condensatore, per gravita o per l'attrito creato dal flusso del vapore verso la superficie, spiega Miljkovic.

"Adesso possiamo usare un campo elettrico esterno per mitigare qualsiasi tendenza delle gocce a tornare verso il condensatore ed aumentare così il trasferimento del calore" ha spiegato il ricercatore.



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Schema del funzionamento di un condensatore al centro di una centrale elettrica. Credit: Wikimedia

Ma la scoperta suggerisce anche un'altra possibile applicazione, aggiunge Miljkovic: Se si mettono due lastre metalliche vicine all'aperto, nell'atmosfera, con una superficie che ha delle gocce che saltano e una che le raccoglie, si potrebbe generare un po' di energia, semplicemente con la condensa dell'aria. Tutto quello che sarebbe necessario è un modo per mantenere fredda la superficie del condensatore, come acqua da un vicino lago o fiume. "Serve solo una superficie fredda in un ambiente umido. Stiamo già lavorando alla lavorazione di una dimostrazione di questo principio."

Jonathan Boreyko, ricercatore dell'Oak Ridge National Laboratory (non collegato a questa ricerca), aggiunge che le gocce saltellanti sopra superfici super-idrofobiche erano conosciute già da alcuni anni, ma "il fatto che le gocce saltellanti esibissero una carica era un fatto completamente sconosciuto... La mia impressione è che questo lavoro è di altissima qualità e avrà un vasto impatto sul campo in rapida evoluzione del trasferimento di calore, o per le superfici delle nanostrutture e nanotecnologie."

http://www.nature.com/ncomms/2013/13092 ... s3517.html

http://web.mit.edu/newsoffice/2013/drop ... -1002.html

http://www.link2universe.net/2013-10-04 ... ce-dacqua/

La natura insegna......
Tesla prima di altri l' aveva capito.

La ricerca si può applicare ai finestrini della cabina di pilotaggio degli aerei per evitare quando sono in mezzo alle nuvole di usare le spazzole!.

...ma purtroppo i grandi interessi tengono tutto bloccato...............