18.07.2008
На рисунке: слева – петалит, справа – новая керамика (петалит, спеченный с Fe3O4).
ChemistryofMaterials, DOI: 10.1021/cm801138n, DOI: 10.1021/cm801138n Novel Energy-Saving Materials for Microwave Heating. Hiroaki Мatsuki, Nobuaki Kamochi, and Sridhar Komarneni
Готовка пищи в микроволновой печи в посуде из экзотического керамического материала займет в два раза меньше времени и позволит сократить затраты энергии.
Приготовление пищи в микроволновой печи основано на несложных физических принципах. Продукты в ней быстро нагреваются из-за того, что вода в них (и другие диэлектрики) в большом количестве поглощают микроволновое излучение. (В сверхвысокочастотном электромагнитном поле молекулы воды начинают быстро вращаться благодаря наличию большого дипольного момента. Они сталкиваются, температура воды быстро растет.)
Посуда, в которой мы готовим еду в микроволновой печи, «прозрачна» для излучения, но она проводит тепло, поэтому продукты в ней теряют часть тепла. А если сделать такую посуду, чтобы она не выводила тепло наружу, а сохраняла его?
Эту задачу решили ученые из Пенсильванского университета (США). Сридхар Комарнени (Sridhar Komarneni) вместе с японскими коллегами (the Saga Ceramic Research Laboratory, Saga, Japan) разработал новую керамику, которая поглощает микроволновое излучение.
Исследователи взяли порошок из петалита (минерала, богатого литием) и смешали с небольшим количеством магнитного оксида железа Fe3O4. Они высушили порошок, выдержали в печи в течение пяти часов и спекли его при температуре 1250°C, в результате чего получили пеноматериал из петалитного оксида железа (Fe2O3−Li2O−SiO2−Al2O3).
Компоненты оксида железа взаимодействуют с электромагнитным полем микроволновой печи и быстро нагреваются, в то время как компоненты изолятора петалита помогают удерживать это тепло, когда микроволновую печь выключают.
Ученые проверили новый пеноматериал согласно стандартам, принятым для посуды 600-ваттной микроволновой печи. Через 70 секунд после включения посуда должна нагреться до 50-60°C, а новый пеноматериал нагревается до 200°C. После выключения еще 30 секунд он продолжает набирать температуру, вплоть до 294°C. Это связано с тем, что требуется несколько секунд, чтобы тепло распространилось от частичек оксида железа, объясняет Комарнени.
Такая микроволновая посуда сохраняет около 50% энергии по сравнению с обычной, утверждают ученые. Например, рис в такой посуде приготовится за 10 минут вместо 20-30 минут в другой посуде. Новая посуда уже вскоре появится на рынке, так как его продвижением занимаются японские компании (commercialised by a company in Japan).
http://pubs.acs.org/cgi-bin/sample.cgi/cmatex/asap/html/cm801138n.html
