Tien jaar geleden werd een nieuw idee in de algemene wetenschappelijke gemeenschap geïntroduceerd:het afvoeren van water uit condensors was efficiënter door oppervlaktespanning te gebruiken om microscopisch kleine waterdruppeltjes van het oppervlak te laten "springen". Het idee veroverde de onderzoeksgemeenschap stormenderhand.

"In het laatste decennium sinds ik de springende druppeltjes ontdekte, het debat ging over zwaartekracht versus springen, " zei Jonathan Boreyko, assistent-professor werktuigbouwkunde aan het College of Engineering.

Het probleem was, omdat het springen zelf onafhankelijk van de zwaartekracht plaatsvindt, wat er gebeurde na de sprong werd niet overwogen. Vijf jaar na zijn originele paper, Boreyko ging terug naar het lab om te ontdekken dat voor efficiëntie, springen en zwaartekracht mogen elkaar niet uitsluiten. Nutsvoorzieningen, in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Joule , Boreyko en doctoraalstudent Ranit Mukherjee begonnen na te denken over de oriëntatie van het oppervlak en ontdekten dat door verticale condensors te gebruiken, de combinatie van superhydrofobe oppervlakken en zwaartekracht levert een condensor op die minstens twee keer zo efficiënt is.

Door gebruik te maken van superhydrofobe oppervlakken, die nano-pijlers en een hydrofobe coating hebben, waterdruppels kunnen de kracht van oppervlaktespanning ontketenen wanneer twee of meer druppels elkaar raken en samensmelten, om weg te springen van het oppervlak, ongeacht de oriëntatie van dat oppervlak. Echter, niet alle druppels maken een schone vlucht.

"Er zijn druppeltjes die ofwel niet springen, of terugvallen op het oppervlak, " legde Boreyko uit. "Die druppels kunnen zich dan met andere verenigen en een opeenhoping van condens vormen die de condensor bedekt en zijn vermogen om af te koelen beperkt. Voor deze grotere druppels waar springen is mislukt, ze door de zwaartekracht laten leeglopen zou een geweldige verzekeringspolis zijn."

historisch, condensors waren altijd verticaal georiënteerd om het water door de zwaartekracht te laten wegvloeien. Echter, onderzoekers die naar door oppervlaktespanning aangedreven druppeltjes keken, bestudeerden meestal het springfenomeen op vlakke oppervlakken en spraken niet over het belang van oriëntatie.

"Het onderzoek was zo gericht op het gebruik van oppervlaktespanning om druppeltjes af te werpen in plaats van zwaartekracht, dat niemand dacht dat dit geen 'en/of'-situatie was, "Zei Boreyko. "Het blijkt dat oppervlaktespanning en zwaartekracht veel beter samenwerken dan elk afzonderlijk."

"Wat we vonden illustreert dat er een enkele, beste manier om vocht van condensors af te voeren, wat de efficiëntie van een verscheidenheid aan items verhoogt, waaronder energiecentrales, of iets dat warmte-uitwisseling vereist, ' zei Mukherjee.