Sneller droog dankzij scherpe nanokanaaltjes
Scherpe hoek zorgt voor snelle waterafvoer
Door veel scherpe groefjes aan te brengen in een poreus voorwerp,
droogt dat veel sneller dan zonder deze minieme inkepingen. Het vocht
verdampt dan niet aan de binnenkant van het voorwerp om dan in de
dampvorm naar buiten te gaan, maar wordt via de groefjes naar buiten
weggezogen waar het pas verdampt. De `droogsnelheid' is dan ook niet
afhankelijk van de luchtvochtigheid ter plaatse. Dit biedt
aantrekkelijke mogelijkheden in bijvoorbeeld de koeling van chips of
in sneller drogende kleding. Onderzoekers dr. Jan Eijkel en prof.
Albert van den Berg, verbonden aan het MESA+ Instituut voor
Nanotechnologie van de Universiteit Twente, beschrijven deze
resultaten in Physical Review Letters.
Het geheim van het snelle droogmechanisme zit in de scherpte van de
groefjes. Om dit te onderzoeken hebben de onderzoekers buisjes gemaakt
die niet meer dan 72 nanometer diep zijn, twee tot drie micrometer
breed en vier millimeter lang (de lengte is ongeveer 150.000 maal de
doorsnee). Het buisje is dus niet rond maar afgeplat, en een verdere
bijzonderheid is dat het aan weerszijden eindigt in heel scherpe
groefjes met een hoek van slechts zeven graden. Dit scherpe groefje
blijkt water snel te kunnen afvoeren: het water in het buisje wordt
via dit groefje naar de uitgang van het kanaal getransporteerd. Pas
dáár verdampt het, en niet in het buisje zelf. Hoewel de onderzoekers
tot nu toe met een `gesloten' buisje hebben gewerkt, stellen zij dat
een eenvoudiger inkeping ook volstaat: het gaat vooral om de scherpe
hoek.
Van boven naar beneden: een rij nano-buisjes van verschillende dikte,
een dwarsdoorsnede van een buisje en een close-up van de scherpe hoek
Kleding en heatpipes
Op deze manier kan het droogproces vele honderden malen sneller
plaatsvinden dan door normale verdamping aan het oppervlak. Ook bij
een hoge relatieve luchtvochtigheid, waarbij normaal gesproken
nauwelijks verdamping optreedt, blijft het droogproces via de
nanokanalen zijn snelheid behouden. Dat maakt de aanpak aantrekkelijk
voor bijvoorbeeld nieuwe vezels voor kleding, of voor koeling. De
gebruikelijke heatpipes voor koeling werken met water, dat aan het
hete uiteinde verdampt en aan het koele eind weer condenseert. Het
gecondenseerde water moet weer kunnen terugstromen naar het hete
uiteinde. Als dat niet snel genoeg gaat en het hete uiteinde
uitdroogt, beperkt dat de koelmogelijkheden drastisch. De scherpe hoek
kan de snelheid en de hoeveelheid water flink verhogen. De huidige
micro-heatpipes hebben hoeken van 70 graden, met de scherpe hoeken
zijn volgens de onderzoekers veel betere koelprestaties te boeken: er
kan meer water door het kanaal en de kans op uitdrogen is kleiner.
Het water verzamelt zich in de scherpe hoek en wordt naar buiten
getransporteerd
Contactpersoon voor de pers: ir. Wiebe van der Veen, tel (053)4894244,
email w.r.vanderveen@utwente.nl
Top
Laatst gewijzigd op 12-01-2006 12:32:56 door Webmaster
Universiteit Twente