未来基础科学突破方向在哪?
在科幻小说家刘慈欣眼中,三体文明对于地球文明的入侵开始于对地球“粒子”科学研究的干扰。
而重大的科学突破,也大多来自于粒子研究领域。
从分子、原子、中子到上帝粒子,分子材料、基因工程、原子弹,每一次粒子科学上的大的突破,都意味着人对于微观控制更近一步,随之而来的是应用科学向着更加精密、细致方向发展。
而FEELM,则代表粒子科学在雾化领域最精密的控制和应用。
螺蛳壳里做道场
FEELM雾化的三个研究问题
加热雾化是目前FEELM雾化的基本原理,FEELM通过FEELM陶瓷雾化芯将雾化剂瞬间加热雾化成为小至微米,可供人体正常吸收的蒸汽粒子。而在转化的过程中,会面临三个研究问题:
1.雾化粒子的热效控制
什么样的温度既能让雾化剂被充分雾化,还能保证高还原度,同时节省能耗。
3.雾化粒子与人体兼容性控制
如何保证将雾化剂雾化成可被人体正常吸收和代谢的颗粒,在带来满足感的同时兼容不同风味。
3.雾化剂在材料内的流体力学控制
雾化剂在陶瓷机体中如何做到正常无障碍的流通,还能保证雾化的绵柔性。
对于FEELM雾化来说,以上问题都是微观控制性问题,
整个过程,犹如在螺蛳壳里做道场。
而FEELM所遵循的科学理论是什么?
汽化潜热和温度控制
热力学原理下的FEELM雾化
液体汽化时,液体分子离开液体表面成为气体分子,要克服其它液体分子的吸引而做功,同时液体汽化时体积会增大很多,分子吸收的能量还要克服外界大气压力而做功。做功需要消耗一定的能量,所以当液体汽化时,温度保持不变,但必须从外界吸收热量。
物理学中规定:一定压强下,某种液体汽化成同温度的气体所需要的能量与质量之比,叫做这种物质在这个温度下的汽化潜热,汽化潜热因物质的种类而异,汽化潜热还与汽化时的温度和压强有关。
上表给出水在一标准大气压和不同温度下的汽化潜热数值
而FEELM0.3秒即能达到饱满雾化所需热量,温度基本控制在330度左右,在这个温度下,既能充分保证雾化,而又不会造成热量浪费,有效控制了雾化热量的消耗和雾化效果的转化。
生物力学
FEELM雾化与人体兼容控制
生物力学是研究生物心血管系统、消化呼吸系统、泌尿系统、内分泌以及游泳、飞行等与水动力学、空气动力学、边界层理论和流变学有关的力学问题。
欧姆龙NE-U33喷雾粒子直径与达到范围
FEELM做为一种雾化的手段,我们除了要考虑热效问题,还要考虑雾化粒子融入人体新陈代谢系统的能力,目前医疗雾化一般颗粒做到了3-5微米,而目前FEELM的颗粒能做到1微米左右,既能保证雾化成分让人正常吸收和代谢,还对各种风味的雾化剂有着完美的适配,同时小颗粒的控制,也让口感变得更加绵柔。
渗流力学
雾化剂在材料内的力学控制
高倍显微镜下FEELM陶瓷基体微观结构
渗流力学是流体力学的一个分支,主要研究流体在多孔介质内的运动规律。
渗流是多孔介质内的流体运动,研究渗流力学涉及的多孔介质的物理—力学性质的理论就成为渗流力学的基本组成部分。多孔介质理论包括多孔介质的孔隙率、润湿性,通道压力和渗透率等内容。
而其对应的数学模型包括拉普拉斯方程,傅里叶热传导方程和二阶非线性抛物型方程
雾化颗粒的强度和微孔陶瓷的颗粒和大小成正相关,目前FEELM通过独特的材料配方能将雾化效果做到60%的孔隙率,大大提高了雾化液的通过率和持续性。多孔陶瓷保障了雾化剂被充分雾化的效率最大化,同时避免焦味和糊芯的出现。