城大团队成功研发结构热装甲 有助提高核反应堆安全性

香港城市大学学者领导的研究团队，最新研发的结构热装甲，能有效将液体冷却的应用温度提升至摄氐1,000度以上，彻底解决266年以来莱顿弗罗斯特效应带来的难题，这项突破可应用于航空及航天引擎，提高新一代核反应堆的安全及可靠度。

莱顿弗罗斯特效应是1756年发现的经典物理现象。当液体接触温度远超其沸点的固体表面时，在液体与超高温表面之间瞬间产生绝热的蒸汽层，使液体悬浮并阻断固液接触，导致传热效果显著降低，甚至会使液体对高温表面的冷却失效。

科学家长久以来都无法克服这个挑战，该项目由城大机械工程学系教授王钻开、法国巴黎文理研究大学教授David Quéré，及吉林大学未来科学国际合作联合实验室主任于吉红共同领导研发，团队建构了一种多层级复合结构热装甲，具有热异相性及多层级拓扑结构：结构整体由贯穿的导热柱体支撑，以起到快速传热作用；中层嵌有绝热的多孔薄膜，以快速吸入及蒸发液体；底层的U型通道则用作及时排出蒸气。

这项研究实现无阻碍的快速热传导，气液自发相分离，及液体在极端高温下的超浸润现象，即使在1,150°C极端高温下，仍能完全抑制莱顿弗罗斯特效应。

王钻开指，由于莱顿弗罗斯特现象的原故，目前航空及航天引擎、新一代核反应堆等在超高温下进行热能冷却，大多是采用低效的气体冷却而非高效液体冷却。而团队的设计可以制作成柔性器件，并紧固装配在各种形状的表面，在应用上有具大潜力。

研究结果已于最新一期国际权威学术期刊《自然》发表。

立即下载｜全新《星岛头条》APP：https://bit.ly/3yLrgYZ