Perché le pentole trattate con plasma possono ottenere proprietà antiaderenti con la sua microstruttura?

Nel campo delle moderne pentole, la tecnologia del trattamento del plasma sta gradualmente emergendo, portando nuove scoperte al miglioramento delle prestazioni delle pentole. Tra questi, le prestazioni antiaderenti uniche di pentole trattate con plasma hanno attirato molta attenzione e la realizzazione di questa performance è in gran parte dovuta alla squisita microstruttura formata sulla sua superficie dopo il trattamento del plasma.

Come processo all'avanguardia, la tecnologia del trattamento al plasma svolge un ruolo chiave nella produzione di pentole. Durante il processo di trattamento, il gas viene prima riscaldato a una temperatura estremamente elevata attraverso un dispositivo specifico per trasformarlo in uno stato plasmatico. Il plasma ha proprietà uniche. È composto da un gran numero di particelle cariche, può condurre elettricità e ha un'alta energia. L'arco generato nella pistola a spruzzo al plasma viene utilizzato per formare un getto di plasma ad alta temperatura e vengono introdotte in getto le polveri ceramiche speciali e altri materiali. Queste polveri vengono rapidamente sciolte dal plasma ad alta temperatura e spruzzate sulla superficie delle pentole a una velocità molto elevata. Quando la polvere fusa colpisce la superficie delle pentole ad alta velocità, si raffredderà rapidamente e si solidificerà, costruendo così un rivestimento speciale sulla superficie delle pentole. Questo rivestimento non è una normale struttura planare, ma una struttura complessa piena di caratteristiche microscopiche uniche.

La microstruttura formata sulla superficie delle pentole dopo il trattamento al plasma è davvero unica ed è l'elemento principale per ottenere prestazioni antiaderenti efficienti. Da un livello microscopico, la superficie delle pentole è coperta da piccoli dossi e scanalature e le dimensioni di queste caratteristiche microscopiche sono generalmente a livello di micrometro o addirittura nanometro. L'esistenza di queste microstrutture cambia notevolmente la modalità di contatto tra alimenti e superficie della pentola. Quando gli alimenti contattano la superficie della pentola, l'area di contatto effettiva tra il cibo e la pentola viene notevolmente ridotta a causa dell'esistenza di dossi e scanalature microscopiche. Ad esempio, è come dividere una superficie di contatto piatta in innumerevoli piccoli punti di contatto e la vestibilità a stretta area grande originale viene sostituita da un contatto sparso e sparso. Questo cambiamento in modalità di contatto a livello microscopico rende difficile per il cibo aderire strettamente a una vasta area sulla superficie della pentola, riducendo così efficacemente il verificarsi di attacco.

Il meccanismo di questa microstruttura unica che colpisce le prestazioni antiaderenti è sfaccettato. Nel processo di cottura, il trasferimento di calore è un fattore importante. Quando la pentola viene riscaldata, la parte rialzata della microstruttura superficiale può essere la prima a contattare il calore e riscaldarsi rapidamente, mentre la parte della scanalatura svolge un ruolo di isolamento e tampone in una certa misura. Questo modello di riscaldamento irregolare rende più ragionevole la distribuzione del calore nell'area di contatto tra cibo e pentola, evitando di attaccarsi alla pentola a causa del surriscaldamento locale del cibo. Ad esempio, quando le uova fritte, dopo che il liquido di uova contatta la superficie della pentola, a causa dell'effetto della microstruttura, il calore può essere trasferito nel liquido delle uova in modo più uniforme, facendo sì che si solidificasse lentamente e uniformemente, riducendo la possibilità di attaccarsi alla superficie della pentola a causa del surriscaldamento locale.

Inoltre, la microstruttura ha anche un impatto significativo sul comportamento del liquido sulla superficie della pentola. Nel processo di cottura, liquidi come grasso e acqua sono mezzi comuni. Sulla superficie della microstruttura delle pentole trattate con plasma, la bagnabilità del liquido è cambiata. Sotto l'azione di sporgenze microscopiche e glancia, liquidi come il grasso sono difficili da formare un film liquido continuo e grande, ma tendono ad esistere nelle lacune della microstruttura sotto forma di piccole goccioline. Queste piccole goccioline possono rotolare e muoversi relativamente liberamente sulla superficie della pentola, riducendo ulteriormente il contatto diretto tra il cibo e la pentola. Quando il cibo viene cotto in una pentola, queste goccioline disperse possono formare uno strato lubrificante tra il cibo e la superficie della pentola, proprio come posare innumerevoli piccole "palline" tra i due, riducendo notevolmente l'attrito quando il cibo scivola, rendendo più facile il cibo per muoversi sulla superficie della pentola, impedendo così efficacemente il pentola di attaccare.

Da un punto di vista meccanico, l'esistenza della microstruttura cambia anche la relazione tra l'adesione e l'attrito tra il cibo e la pentola. Per i vasi tradizionali con superfici lisce, l'adesione tra il cibo e la pentola è relativamente grande. Quando si cerca di spostare il cibo, è necessario superare un grande attrito, che fa facilmente aderire al cibo alla pentola o addirittura a rompersi. La microstruttura della superficie delle pentole trattata al plasma riduce l'adesione tra il cibo e la pentola riducendo l'area di contatto. Le scanalature e le sporgenze nella microstruttura possono guidare la direzione della forza del cibo quando si muove in una certa misura, rendendo la forza di attrito sul cibo durante il movimento più uniforme e dispersa, riducendo ulteriormente il rischio di attaccarsi alla pentola a causa dell'attrito irregolare.

Negli scenari di cottura reali, pentole trattate con plasma ha dimostrato prestazioni antiaderenti con la sua microstruttura unica. Che si tratti di cucinare ingredienti con alta viscosità, come prodotti di riso glutinoso o friggere e sfrecciare che richiedono operazioni delicate, come i pancake, questa pentola può facilmente gestirle. I prodotti di riso glutinosi sono soggetti a attaccare durante il processo di cottura, ma sulla superficie delle pentole trattate con plasma, a causa dell'effetto della microstruttura, l'area di contatto tra riso glutinoso e la pentola è piccola ed è difficile formare una forte adesione e può mantenere la sua forma intatta quando è fuori dalla pentola. Quando friggono i pancake, la pastella può essere distribuita uniformemente sulla superficie della microstruttura, il calore viene trasferito uniformemente, il pancake non è facile da rompere quando si gira e non si attaccherà alla padella, rendendo il processo di cottura più fluido ed efficiente.