بررسی سطوح جامد مختلف بر مکانیزم تشکیل یخ

Investigating the Effects of Solid Surfaces on Ice Nucleation

چکیده

درک نقشی که سطوح جامد در مکانیزم تشکیل یخ بازی می‌کنند، گامی مهم در جهت طراحی سطوحی با قابلیت ضدیخ است. با این حال، وجود ناخالصی های اجتناب ناپذیر در آب و همچنین ناهمگنی های سطح همچنان چالشی بزرگ در جهت توضیح و شفاف سازی تاثیر سطوح روی جوانه زنی یخ به حساب می‌آیند. ما در این جا از طریق طراحی فرآیند تبخیر، تراکم و همچنین متعاقب آن، تشکیل یخ در یک سل بسته، به بررسی و مطالعه‌ی جوانه زنی یخ مجموعه ای از میکروقطرات آب متراکم شده روی سطوح جامد و تخت با میزان ترشوندگی کاملا متفاوت پرداختیم.

می‌توان از طریق مطالعه و انجماد مجموعه های مجزا و مستقل میکرو قطرات آب، اثرات وجود ناخالصی های اجتناب ناپذیر در آب و تاثیر ناهمگنی های سطحی را برای میکرو قطرات آب شکل گرفته روی سطوح جامد و تخت شکل گرفته از طریق فرآیند تبخیر و تراکم را به حداقل رساند. مشخص شد که نرخ جوانه زنی یخ نرماله شده روی یک سطح آبدوست حدود یک دهه کمتر از مقداریست که روی سطح آب گریز وجود دارد. این امر را می‌توان به تفاوت در ویسکوزیته‌ی فصل مشترکی میان آب و زبری سطح مربوط دانست.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این متن می توانید وجه آن را پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Understanding the role played by solid surfaces in ice nucleation is a significant step toward designing anti-icing surfaces. However, the uncontrollable impurities in water and surface heterogeneities remain a great challenge for elucidating the effects of surfaces on ice nucleation. Via a designed process of evaporation, condensation, and subsequent ice formation in a closed cell, we investigate the ice nucleation of ensembles of condensed water microdroplets on flat, solid surfaces with completely different wettabilities.

The water microdroplets formed on flat, solid surfaces by an evaporation and condensation process exclude the uncontrollable impurities in water, and the effects of surface heterogeneities can be minimized through studying the freezing of ensembles of separate and independent water microdroplets. It is found that the normalized surface ice nucleation rate on a hydrophilic surface is about 1 order of magnitude lower than that on a hydrophobic surface. This is ascribed to the difference in the viscosity of interfacial water and the surface roughness.

جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این متن اینجا کلیک کنید .