通过局域焦耳加热在纳米孔中的沸腾：核态与膜态沸腾间的转变

微/纳米织构表面上从核态沸腾到膜态沸腾的转变，在许多实际应用中至关重要，需加以避免以实现安全高效传热。以往研究聚焦于宏观尺度的转变过程，其中传热与气泡生成由微/纳米结构阵列激活。本研究中，我们将考察尺度缩小至单个纳米孔，通过孔内局域焦耳加热，利用电阻脉冲传感与声学传感以纳秒分辨率考察单气泡成核与转变。类似于宏观沸腾中异相气泡成核并聚并为膜，纳米孔情形下，在圆柱孔表面成核的异相气泡片也可形成覆盖整个孔表面的环 torus 形蒸汽膜。与常规池沸腾不同，纳米孔沸腾涉及一种反向转变机制：随产热增加，膜态沸腾 revert 为核态沸腾。随纳米孔两端偏置电压增大，孔内焦耳热产生增加，导致环 torus 形蒸汽膜失稳并溃灭。