Otključavanje skrivene moći vrenja

Većina ljudi kipuću vodu uzima zdravo za gotovo. Za izvanrednog profesora Mattea Buccija sa Sveučilišta tehnologije u Massachusettsu MIT-a, otkrivanje fizike koja stoji iza vrenja bilo je desetljeće dugo putovanje ispunjeno neočekivanim izazovima i novim uvidima.

Naizgled jednostavan fenomen iznimno je teško proučavati u složenim sustavima poput nuklearnih reaktora, a ipak se nalazi u srži širokog spektra važnih industrijskih procesa. Otključavanje njegovih tajni moglo bi omogućiti napredak u učinkovitoj proizvodnji energije, hlađenju elektronike, desalinizaciji vode, medicinskoj dijagnostici i još mnogo toga.

Buccijev laboratorij razvio je nove eksperimentalne tehnike za rasvjetljavanje širokog spektra fenomena vrenja i prijenosa topline koji desetljećima ograničavaju energetske projekte. Glavni među njima je problem uzrokovan mjehurićima koji se stvaraju tako brzo da stvaraju traku pare preko površine koja sprječava daljnji prijenos topline. Godine 2023. Bucci i suradnici razvili su objedinjujuće načelo koje upravlja problemom, poznatim kao kriza vrenja, koje bi moglo omogućiti učinkovitije nuklearne reaktore i spriječiti katastrofalne kvarove.

Danas Buccijev laboratorij razvija nove dijagnostičke tehnike za proučavanje vrenja i prijenosa topline zajedno s novim materijalima i premazima koji bi prijenos topline mogli učiniti učinkovitijim. Rad je istraživačima dao pogled bez presedana na uvjete unutar nuklearnog reaktora.

Drugo posebno utjecajno područje istraživanja za Buccija je dvofazno hlađenje uranjanjem, proces u kojem vrući dijelovi poslužitelja dovode tekućinu do vrenja, a zatim se nastala para kondenzira na izmjenjivaču topline iznad kako bi se stvorio konstantan, pasivni ciklus hlađenja.

Bucci je također uzbuđen zbog uključivanja umjetne inteligencije u svoje područje. Godine 2023. bio je suprimatelj projekta višesveučilišne istraživačke inicijative (MURI) u toplinskoj znanosti posvećenog isključivo strojnom učenju. U znak priznanja obećanjima koja umjetna inteligencija ima u svom području, Bucci je također nedavno osnovao časopis pod nazivom AI Thermal Fluids kako bi prikazivao napredak u istraživanju vođenom umjetnom inteligencijom.

Bucci također vjeruje da se AI može koristiti za obradu golemih hrpa podataka prikupljenih pomoću novih eksperimentalnih tehnika koje je on razvio, kao i za modeliranje fenomena koje istraživači još ne mogu proučavati.

"Moguće je da će nam umjetna inteligencija dati priliku da razumijemo stvari koje se ne mogu promatrati ili će nas barem voditi u mraku dok pokušavamo pronaći uzroke mnogih problema", kaže Bucci.