8月23日消息,韩国科学技术院(KAIST,校长Choongsik Bae)宣布,机械工程系Youngsuk Nam教授与化学和生物分子工程系Sung Gap Im教授带领的联合团队开发出一种新型表面涂层技术,可将冷凝传热性能提升至传统铜表面的最高5.5倍,为电厂冷凝器、海水淡化装置和电子器件散热提供了新的效率提升路径。
研究团队采用引化学气相沉积(iCVD)技术在表面构筑超薄聚合物层。当聚合物薄膜做得更薄时,表面会自发形成许多微小的聚合物团聚体——这些在过去被视为涂层"缺陷"的结构,被团队转化为水蒸气凝结的成核位点:薄膜越薄,液滴生成数量越多,实验显示超薄膜产生的液滴数量约为厚膜的3倍。随后团队引入热处理工艺,削弱液滴与涂层表面的附着力,使液滴在长大之前即可快速脱落,持续暴露新鲜表面。
这一设计破解了冷凝传热领域长期存在的两难:粗糙表面利于液滴成核但会困住液滴,光滑表面利于液滴脱落但成核位点不足。通过将"成核"与"脱除"两个环节解耦并分别优化,团队实现了滴状冷凝的高效维持。相关成果发表于《先进材料》(Advanced Materials)。研究人员指出,电厂蒸汽冷凝、海水淡化产水以及数据中心和功率器件冷却均依赖高效冷凝换热,该涂层有望在这些场景中显著降低能耗。分析认为,该技术的产业化关键在于iCVD工艺在大面积、异形换热面上的规模化沉积与长期耐久性验证,这也是涂层类强化冷凝技术从实验室走向工业装置的共同门槛。
(来源:KAIST)