211service.com
Uit de frituurpan
Leidenfrost-effect gedemonstreerd op een hete kookplaat. Shutterstock
Het is je misschien opgevallen dat er waterdruppels op de film van hete olie spatten wanneer je iets in een koekenpan bakt. Nu hebben MIT-onderzoekers dat schijnbaar triviale fenomeen en de implicaties ervan voor de eerste keer geanalyseerd.
Een druppel kokend water op een heet oppervlak zal soms zweven op een dunne dampfilm, een goed bestudeerd fenomeen dat het Leidenfrost-effect wordt genoemd. Als het oppervlak is bedekt met hete olie, die veel meer wrijving heeft dan een dampfilm, zou de druppel veel langzamer moeten bewegen, maar de MIT-experimenten toonden aan dat hij in feite 10 tot 100 keer sneller wegzoomt.
Kripa Varanasi, een professor in werktuigbouwkunde, en afgestudeerde student Victor Julio Leon gebruikten extreem snelle fotografie om het verrassend complexe samenspel van factoren op het werk te begrijpen. Onder de juiste omstandigheden blijkt de olie de buitenkant van elke druppel te bedekken en er zullen zich tijdens het opwarmen kleine dampbelletjes vormen langs het grensvlak tussen het water en de olie. Omdat deze bellen zich willekeurig ophopen langs de basis van de druppel, ontstaan er asymmetrieën en de verminderde wrijving onder de bel maakt de druppel los van het oppervlak.
Zonder de oliemantel zouden de dampbellen in alle richtingen uit de druppel stromen, maar het verhullende effect houdt ze vast als de huid van een ballon. Wanneer de bellen er echter doorheen barsten, geven ze een kracht en de ballon vliegt gewoon weg omdat de lucht aan één kant naar buiten gaat, zegt Varanasi.
Zodra de onderzoekers erachter zijn gekomen hoe ze het proces kunnen beheersen, kan het mogelijk worden gebruikt voor zelfreinigende of ontdooisystemen, of om kleine hoeveelheden vloeistof door microfluïdische apparaten voort te stuwen.