一种新的表面利用微小的间隙来加速气泡的形成，以传递热量。

具有微/纳米结构的表面通过增加液相的毛细作用显著提高了泡态沸腾的临界热通量，从而延迟了膜态沸腾的发生。然而，一个替代策略——在更小的尺寸下移除表面气泡，却在很大程度上被忽视了。在这里，他们制造了一个合理设计的微结构表面，该表面能够在水的自然对流沸腾过程中，使由合并诱导的微小蒸汽气泡在直径比单个气泡浮力离开的尺寸小一个数量级时离开。微腔体或微沟槽阵列作为定制的成核点，用于成核密集排列的蒸汽气泡，这些气泡在与均质表面相比异常小的尺寸上合并。观察到并建模了两种不同的合并诱导气泡离开模式：对于较小的微气泡是毛细-惯性跳跃，对于较大的微气泡是浮力-惯性升离。在微结构表面上增强的池沸腾具有显著提高池沸腾的传热系数和临界热通量的潜力。

在沸腾的水中上升的气泡是自然界中最好的工具之一，用于将多余的热量从表面带走。现在有了更好的煮沸方式：制造更小、更快的气泡，并且这些气泡成对工作。

这不会帮助你更快地泡一杯茶。但是，由弗吉尼亚理工学院工程师乔纳森·博雷科（Jonathan Boreyko）及其同事创建的一种新型微结构表面，用于产生这些特殊气泡，可以帮助提高数据中心和发电厂液体冷却系统的热传递效率。

当液体在金属容器中加热时，浮力气泡在容器光滑底部表面不规则地形成，并在直径达到几毫米时脱离，然后上升并以蒸汽形式释放热量。博雷科发现，在沸腾室底部排列的80微米直径的腔体和40微米宽的沟槽为气泡提供了特定的形成和生长位置，导致更小、更紧密的气泡迅速与附近的相邻气泡合并。表面能量的变化使这些微小的气泡对迅速分离，启动它们的上升，并为传递热量提供了更多、更频繁的载体。

这项设计发表在《先进功能材料》杂志上，还解决了高温沸腾中的一个问题：相对较大的气泡经常在加热表面上形成蒸汽膜，使其绝缘并导致表面“干涸”。德克萨斯大学达拉斯分校研究能源系统表面设计的机械工程师戴先明表示：“这种创新的跳跃气泡机制有希望有效防止干涸并促进热传递。”

博雷科表示：“跳跃气泡的好处在于它们可以通过相对较大的微结构实现”，这些结构比更精细尺度的纳米结构更耐用。堪萨斯州立大学的微流体工程师艾米·贝茨（Amy Betz）说，这种图案可能很容易地被压印或3D打印在各种材料上。“这可能对热交换器、锅炉和电子设备冷却有着深远的影响，”她补充道。

然而，这项技术尚未准备好投入工业应用，加州大学伯克利分校从事高温热储存研究的苏冠宇提醒说。他同意增加气泡脱离可以帮助在沸腾过程中传递更多热量。“但具体多少？这还有待测量，”苏说。

原文作者瑞秋·伯科维店茨是一名自由科学作家，也是《物理学杂志》的通讯编辑。她居住在不列颠哥伦比亚省的温哥华和华盛顿州的伊斯特桑德。