STUDIU: Un virus ajută la scăderea de trei ori a duratei de fierbere a apei - VIDEO

Tehnica funcționează prin aplicarea unui virus găsit pe plantele de tutun pe elementul de încălzire al boilerelor (o rezistență electrică, n.r.), informează theguardian.com. Stratul aplicat pe elementul de încălzire reduce foarte mult numărul de bule de gaz care se formează în jurul rezistenței, pe măsură ce aceasta se încălzește. Aglomerările de aer produse de bule izolează temporar elementele de încălzire de apa din jur, încetinind transferul de căldură.

Stratul care acoperă elementele de încălzire, realizat din virusul tutunului, a triplat eficiența procesului de fierbere a apei, au precizat cercetătorii, reușită care ar putea ajuta la economisirea unor cantități uriașe de energie în cazul centralelor termoelectrice industriale și al instalațiilor de răcire a sistemelor electronice la nivel industrial.

“Chiar și cele mai mici îmbunătățiri ale tehnologiilor care sunt folosite pe scară largă pot avea un impact uriaș”, a declarat Matthew McCarthy, inginer la Universitatea Drexel, din statul american Pennsylvania.

Controlarea procesului de formare a bulelor ar putea fi de ajutor și în prevenirea unui fenomen nedorit numit “flux critic de transfer termic”, care poate avea consecințe dezastruoase uneori în cazul boilerelor industriale. Acest fenomen se produce în momentul în care se formează atât de multe bule încât acestea se contopesc și formează o “pătură” care înconjoară elementul de încălzire, ceea ce face imposibil transferul termic dintre elementul de încălzire și lichidul din boiler.

“Ceea ce se întâmplă este că suprafața uscată devine din ce în ce mai fierbinte, similar unui vas pus pe aragaz fără apă în el. Eșecul (privind transferul termic, n.r.) poate duce fie la simpla distrugere a unor componente electronice sau, în cazul sistemelor de răcire ale centralelor atomoelecrice, la topirea catastrofală a reactorului nuclear”, a mai explicat Matthew McCarthy.

Pentru a contracara acest efect, oamenii de știință au încercat să creeze suprafețe care resping bulele și o mențin udă pe cea prin care se face transferul termic. Echipa condusă de McCarthy a identificat virusul mozaicului al tutunului, care are o formă asemănătoare cu cea a unui creion, ca fiind structura perfectă pentru a trimite umezeala în jos, către o suprafață.

Cercetătorii au dezvoltat o tulpină modificată a virusului, care prezintă o serie de “cârlige moleculare”, ceea ce o face aderentă la aproape orice suprafață. Savanții au crescut plante de tutun în laborator și le-au infectat cu virusul modificat. “Când plantele sunt foarte bolnave, le punem într-un mixer și obținem un fel de supă verde”, a spus inginerul american.

După câteva procese de centrifugare și separare chimică, care durează două zile, cercetătorii au obținut o soluție limpede, care conține o concentrație mare de virusuri. Când este turnată pe o suprafață, concentratul de virusuri se autoasamblează într-un strat de nano-cârcei, fiecare fiind îndreptat în sus, precum un fir de iarbă.

Suprafața este apoi acoperită cu un strat microscopic de nichel, care face ca virusul să fie inert. “Iarba metalică” ce rezultă atrage lichidul pe întreaga suprafață, permițând apei și elementului de încălzire să fie în contact permanent.

În timpul testelor efectuate, învelișul a triplat rata transferului termic, în funcție de suprafața pe care a fost aplicat.

Mai precis, dacă două vase cu apă, unul având un înveliș din virusuri, celălalt fără, ar fi încălzite la aceeași temperatură, vasul îmbunătățit ar produce de două ori mai mult abur.

În cazul unui sistem realizat pentru răcirea unei piese electronice din siliciu, învelișul aproape a triplat temperatura la care siliciul a putut ajunge înainte de apariția fenomenului de “flux critic de transfer termic”.

“În viitor, această tehnologie ar putea fi utilizată în centralele nucleare, la fabricarea computerelor sofisticate și pentru răcirea cu lichid a dispozitivelor electronice care folosesc tensiuni mari, precum sistemele radar”, a declarat Matthew McCarthy.