利⽤好这种物理效应，普通锅秒变“不粘锅”！导语当⽔接触到⽐其沸点温度⾼得多的表⾯时，液滴会⽴即蒸发，产⽣⼀层隔热的蒸汽层，这层蒸汽会使液滴悬浮在表⾯之上。这种效应发现于近300年前，但⾄今仍在科学上带给我们惊喜。
不知⼩伙伴们是否有在商场买锅的经历，某些销售⼈员可能会向你推销“⽆涂层不粘锅”，并且利⽤⽆油煎鸡蛋来展示，如果你不了解莱顿弗罗斯特效应和不粘锅的原理就很容易被忽悠，因为利⽤普通铁锅也能做到⽆油煎鸡蛋。这究竟是怎么回事呢？下⾯就让我们⼀起来感受莱顿弗罗斯特效应的神奇之处吧！莱顿弗罗斯特效应，最早在1732年，由荷兰植物学家和医⽣赫尔曼·布尔哈夫⾸次发现。
直到1756年，由德国医⽣约翰·⼽特洛布·莱顿弗罗斯特进⾏深⼊研究，他在《论普通⽔的性质》⼀⽂中描述了⼀个现象：当⽔接触到⽐其沸点温度⾼得多的表⾯时，液滴会⽴即蒸发，产⽣⼀层隔热的蒸汽层，这层蒸汽会使液滴悬浮在表⾯之上。这就是莱顿弗罗斯特效应。举个例⼦，如果我们取⼀块⾼温铁板，然后从上空开始洒落⽔珠，这些⽔珠在接触到铁板之后，就能在铁板上保持原状滚动⼀段时间。
初次看到这⼀现象的⼈，都会感到⼗分诧异，⽽实际上，这就是莱顿弗罗斯特效应在起作⽤。汽化产⽣的导热性较差的⽔蒸⽓，就像是⼀层保护膜，有效地进⾏了隔热。不过他本⼈在做这个实验的时候，⽤到的并不是铁板，⽽是⼀柄烧得通红的铁勺。据悉，在实验当中，⽔珠在铁勺当中“悬浮”的时间达到了30秒左右，在这之后才沸腾消失。
值得⼀提的是，莱顿弗罗斯特效应也不是随意就能出现的，如果⾼温物体与液体沸点之间的温度差异较⼩，就⽆法致使剧烈汽化发⽣，从⽽就不存在什么保护膜了。在这种情况下，滴落在铁板或者铁锅当中的⽔珠，就会很快沸腾蒸发。由上⾯的描述我们知道，莱顿弗罗斯特效应对于温差的要求是⾮常⾼的，如果说⽔的沸点是100摄⽒度，那么我们就要给铁锅加热⾄200摄⽒度左右，才能亲眼⽬睹这⼀神奇的现象。
我们在开头提到的⼀些劣质不粘锅的商贩，也正是利⽤了这⼀点来做障眼法，让⼤家误以为他售卖的锅确实有良好的“不粘”性能。可事实上，当你换⼀种物质加⼊锅中，或者直接改变滴⼊锅中液体的种类和纯度，都会影响最终的结果。由此可⻅，利⽤莱顿弗罗斯特效应将铁锅变为不粘锅只不过是表⾯功夫罢了，实际上铁锅并未真正地变成“不粘锅”。尽管我们知道莱顿弗罗斯特效应已经超过200年，但它仍在⼀直带给物理学家惊喜。
近年来，许多新研究也发现了这种神奇现象的更多特征，包括⽔蒸⽓层形成和消散的临界温度、三重莱顿弗罗斯特效应等。对于⽔蒸⽓层形成和消散的临界温度问题，⼀些理论认为，这个温度范围取决于不同类型的⾦属表⾯，甚⾄与⽔的含盐量有关。在2021年，埃默⾥⼤学的⼀个物理学家团队开发了⼀种新的电技术来研究这种现象。他们利⽤这种新的技术，证明了莱顿弗罗斯特⽔蒸⽓层可以在远低于其形成所需的温度下维持。
具体来说，他们发现莱顿弗罗斯特⽔蒸⽓层在240℃左右形成，并在约140℃时消散。在⼀项发表于《物理评论快报》的研究中，⼀组研究⼈员分析了当向热表⾯加⼊两种不同液滴时会出现的情况，结果发现当两滴不同的液体被置于⼀个热表⾯之上时，它们不会相互合并，⽽是会出现来回反弹的现象。研究⼈员将这种现象称为三重莱顿弗罗斯特效应。为了解释这种反弹现象，研究⼈员对11种不同液体进⾏了测试。
他们将液体两两滴落在加热⾄⾼温的铝板上，然后⽤⾼速摄像机拍摄下了不同液滴之间的相互作⽤，每组测试⾄少重复了5次。他们观察到，当滴落在⾼温铝板上的两种液滴来⾃相同的液体，或者来⾃两种沸点相近的液体时，液滴会在⼏毫秒内直接合并；⽽当滴落在⾼温铝板上的两种液滴属于两种沸点相差很⼤的液体时，就会出现持续⼏秒到⼏分钟的反弹现象。
研究⼈员认为，在这种新的场景下之所以出现反弹，是因为当同⼀表⾯上的两个液滴拥有不同的沸点时，⼆者中较热的液滴会成为较低温液滴的“第⼆热表⾯”，从⽽加热了温度较低液滴的边缘，形成了⼀个附加的“莱顿弗罗斯特层”，使液滴相互反弹。莱顿弗罗斯特效应的存在，也给极端⾼温壁⾯的⾼效液冷问题提出了挑战。
2022年，在中外科学家联⼿合作下，⾼效液冷失效的莱顿弗罗斯特点由常规300°C以下提⾼到1150°C以上，且该LFP仅取决于材料的耐温极限，⽽不再受设计所限。该项研究成果解决了热学领域中⻓久存在的科学及⼯程瓶颈问题，有望解决我国极端⾼温领域的⾼精尖装备散热⽅⾯的⼀⼤难题，助⼒我国新⼀代⾼新科技持续迅猛发展。