这里的水不肯沸腾，于是科学家决定加点冰

如果你想烧开水，你需要用热源加热，但如果热源太热，水就不会吸收更多的热量这就是所谓的雷顿弗罗斯特效应由于这种效应，当需要快速冷却高温物体时，水不是很好的传热介质最近的一项研究提供了一种替代方案:用冰来传热，而不是用水

而不是高温沸腾。

众所周知，水有三种状态:固态，液态和气态1在标准大气压下，固体冰加热到0℃时，会融化成液态水，继续把水加热到100℃，水就会沸腾，蒸发成气态的水蒸气这是生活常识，也是对相变这一物理现象最直观的认知

可是，这个常识并不适用于所有情况比如水滴滴在150℃的铝板上会发生什么人们大概认为热源的温度已经高于水的沸点，水滴接触铝板后应该会迅速汽化但是如果你做一个实验，比如做饭，先把锅加热，然后倒水，你会发现水滴会浮在锅底，四处滑动，保持一段时间液态，而不是迅速蒸发成水蒸气这个现象很早就发现了德国医生和神学家约翰·雷顿·弗罗斯特于1751年首次描述了这一现象，因此也被命名为雷顿·弗罗斯特效应

当水与温度高于水沸点的热源接触时，它不是沸腾，而是保持液态为什么其实原因很简单水滴与高温热源的接触面上会蒸发出一层隔热的水汽层，使顶层的水无法与热源接触，从而阻断了整个水滴的沸腾过程雷顿弗罗斯特效应带来一些麻烦如果想让水尽快沸腾得到蒸汽，这种效应阻碍了热量从热源向水传递的过程早在蒸汽时代，许多锅炉设计者就发现温度高的锅炉蒸汽生产效率低此外，液态水经常被用作导热介质，莱顿霜效应使得液态水在冷却一些高温物体的操作中不那么高效

液态水接触高温热源时，下层会形成水蒸气绝缘层，从而阻止上层水吸热。

在今年1月发表在《物理评论流体》上的一篇论文中，研究人员发现了一个有趣的事情:如果你想快速传递热源的热量，你应该加入冰而不是水。

冰不能悬浮。

起初，来自美国弗吉尼亚理工大学的研究人员很好奇，当冰与高温热源接触时，是否也会发生莱顿霜冻效应，导致热源上水蒸气，水和冰共存的现象大约5年前，本科生丹尼尔·库苏马诺在一个实验中观察到，即使将铝板加热到150℃以上，与之接触的冰也不会像水一样悬浮库苏马诺继续提高铝板的温度，他发现悬浮冰的临界温度要高得多:大约550℃当未达到临界温度时，冰会接触热源，下层会融化成融水层，但融水层在接触热源时会保持液态，而不是汽化一层蒸汽保温层这意味着融水层可以不断地从热源吸收热量

冰层下面发生了什么，让暴露在高温热源下的液态水保持液态不久之后，研究生Mojtabai重新开始了这项研究他与副教授乔纳森·博雷科合作，建立了一个数值模型来模拟冰在高温热源上的导热过程他们发现问题的关键在于冰下融水层的温差:接触热源的融水层温度固定在100℃，而接触上层冰面的表面温度固定在0℃融水层从热源吸收的大部分热量用于维持这种温差，只有少量的能量可以用来产生蒸汽，导致融水层与热源的接触面上没有隔热蒸汽层

0.2倍缓释冰接触高温热源的变化过程当冰与热源接触时，下面的融水层保持液态，不断吸热全部融化后，莱顿霜效应出现，水是悬浮的

波酷网解释说，冰很难产生莱顿霜效应，这其实是一件好事在这种情况下，传热效率更高一旦水悬浮在热源表面，传热过程就会受阻因此，莱顿霜效应对传热非常不利

高效传热

传递热量的需求在生活中是如此普遍——比如我们需要冷却电脑服务器和汽车的发动机，所以我们需要找到一种物质或机制，可以将热表面的能量移走，并快速重新分配热量，以减少零件的热量损失水是经常使用的传热介质，因此需要避免莱顿霜效应

由于Borico团队的这一发现，我们可以预期在一些实践中使用冰代替水来传热比如核电站，当出现电力故障时，利用冰导热快速降温可能是一种应急措施它在冶金方面也有潜在的应用为了生产合金，成形的金属必须在短时间内淬火，以便其温度可以快速降低，从而获得的合金可以具有更高的强度如果在淬火过程中用冰代替水，由于避免了莱顿霜效应，热量可以快速释放，使金属冷却得更快

波酷网也预见了这种热传导方法在消防方面的应用潜力他说:你可以想象用一种特殊的软管来喷射冰块，而不是水，这样可以更高效地扑灭明火这不是小说情节我参观过一个有冰管道的航空公司他们已经拥有这项技术，利用喷嘴喷射冰粒而不是水滴来灭火

或许对于普通人来说，如果想体验冰的好处而没有莱顿霜效应，下次做饭前需要加水的时候，可以尝试加冰代替。

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