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城大團隊成功研發結構熱裝甲 有助提高新一代核反應堆安全性

城大團隊成功研發結構熱裝甲 有助提高新一代核反應堆安全性

城大團隊成功研發結構熱裝甲 有助提高新一代核反應堆安全性

2022年01月27日 15:41 最後更新:15:51

香港城市大學學者領導的研究團隊,最新研發的結構熱裝甲,能有效將液體冷卻的應用溫度提升至攝氐1,000度以上,徹底解決266年以來萊頓弗羅斯特效應帶來的難題,這項突破可應用於航空及航天引擎,提高新一代核反應堆的安全及可靠度。

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萊頓弗羅斯特效應是1756年發現的經典物理現象。當液體接觸溫度遠超其沸點的固體表面時,在液體與超高溫表面之間瞬間產生絕熱的蒸汽層,使液體懸浮並阻斷固液接觸,導致傳熱效果顯著降低,甚至會使液體對高溫表面的冷卻失效。

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城大研究團隊新研發結構熱裝甲。

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科學家長久以來都無法克服這個挑戰,該項目由城大機械工程學系教授王鑽開、法國巴黎文理研究大學教授David Quéré,及吉林大學未來科學國際合作聯合實驗室主任于吉紅共同領導研發,團隊建構了一種多層級復合結構熱裝甲,具有熱異相性及多層級拓撲結構:結構整體由貫穿的導熱柱體支撐,以起到快速傳熱作用;中層嵌有絕熱的多孔薄膜,以快速吸入及蒸發液體;底層的U型通道則用作及時排出蒸氣。

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這項研究實現無阻礙的快速熱傳導,氣液自發相分離,及液體在極端高溫下的超浸潤現象,即使在1,150°C極端高溫下,仍能完全抑制萊頓弗羅斯特效應。

王鑽開指,由於萊頓弗羅斯特現象的原故,目前航空及航天引擎、新一代核反應堆等在超高溫下進行熱能冷卻,大多是採用低效的氣體冷卻而非高效液體冷卻。而團隊的設計可以製作成柔性器件,並緊固裝配在各種形狀的表面,在應用上有具大潛力。

研究結果已於最新一期國際權威學術期刊《自然》發表。

城大研究團隊新研發結構熱裝甲。

城大研究團隊新研發結構熱裝甲。

泰晤士高等教育(THE)2026年全球最國際化大學評選結果發布,香港城市大學連續三年(2024至2026年)榮膺榜首,在國際學生比例、國際教員比例、與國際學者共同發表學術文章及國際聲譽等多項指標上表現出色。

香港城市大學。資料圖片

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THE 基於其2026年世界大學排名數據,對全球2191所大學展開評選,其中217所院校達到國際化評選標準,覆蓋42個國家及地區。THE 全球事務首席總監 Phil Baty 祝賀城大,並指出國際化是世界一流大學發展的關鍵,能促進全球人才跨越國界交流思想、分享知識,共同應對全球挑戰。

來自哈薩克的Assel Sarzhanova(前排中)及來自南非的Daniel Bruwer(前排右)

來自哈薩克的Assel Sarzhanova(前排中)及來自南非的Daniel Bruwer(前排右)

城大表示,其學生及學術社群極具多元性,擁有來自約100個國籍的學生,教研團隊則來自全球逾40個國家及地區。以獸醫學學士課程為例,今年國際生比例創新高,學生來自德國、意大利、南非、約旦、馬來西亞、韓國、印尼及內地等地。近年,城大更將招生足跡拓展至哈薩克斯坦、土耳其、科威特及阿塞拜疆等「一帶一路」沿線國家,豐富「留學香港」的內涵與多樣性。

城大連續三年(2024、2025及2026年)榮膺泰晤士高等教育(THE)「全球最國際化大學」。

城大連續三年(2024、2025及2026年)榮膺泰晤士高等教育(THE)「全球最國際化大學」。

來自哈薩克斯坦、就讀工商管理學士(環球商業)課程的 Assel Sarzhanova 認為,香港在其專業領域提供大量機會,希望畢業後留港發展,成為連接中亞與亞洲的橋樑。南非學生 Daniel Bruwer 同樣修讀環球商業,他指城大着重培育學生放眼未來、拓展國際視野。保加利亞創意媒體學生 Ivelina Karaatanasova 形容香港處處有機遇,讓她覺得一切皆有可能,計劃畢業後繼續留港。

來自保加利亞的Ivelina Karaatanasova(右)

來自保加利亞的Ivelina Karaatanasova(右)

在學者層面,城大透過傑出客座教授計劃、校長嘉許學者計劃及全球研究助理教授計劃等,廣邀國際學者加入。來自尼日利亞的法律學院教授 Siju Animashaun 正是透過全球研究助理教授計劃加入城大,他分享指,香港作為國際金融中心,為不同法律體系提供了極具價值的接軌平台,對其職涯發展大有裨益。

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