在麻省理工學院(MIT)核科學與工程系的實驗室里,馬爾科·格拉菲耶迪正專注地調試一臺精密實驗裝置。這位來自意大利的博士生,正通過微觀尺度實驗探索一種能改變核能與航天技術未來的傳熱機制——淬火過程。這項由NASA資助的研究,旨在解決低溫燃料在太空環境中因沸騰導致的浪費與安全隱患。
淬火現象的本質,是在極短時間內實現熱量的極速轉移。當液態低溫燃料接觸高溫表面時,會形成一層隔熱氣膜,這就是著名的萊頓弗羅斯特效應。格拉菲耶迪的研究重點,正是如何打破這層阻礙熱交換的氣膜。"在太空中,燃料沸騰產生的蒸汽不僅會造成浪費,更可能因壓力升高而被迫排放。"他解釋道,"我們的目標是通過控制淬火過程,實現更高效的能源利用。"
這位年輕科學家的工程之路始于意大利中部的一個小鎮。14歲時,父母交給他一項特殊任務:為山間木屋設計一套自動供水系統,既要保證牲畜隨時有水喝,又要防止水箱溢出。這個挑戰激發了他對工程設計的濃厚興趣,最終完成的被動液壓系統至今仍在穩定運行。
高中時期就讀于以數學家格雷戈里奧·里奇-庫爾巴斯特羅命名的盧戈中學,這段經歷在他心中種下了科學探索的種子。這位相對論數學框架的奠基人,啟發了格拉菲耶迪用實驗驗證物理理論的熱情。2008年,他代表學校參加在曼谷舉行的國際物理奧林匹克競賽,這段經歷讓他堅定了投身科學研究的決心。
本科階段在比薩大學攻讀機械工程時,格拉菲耶迪的研究方向逐漸轉向能源領域。他嘗試通過優化聚光太陽能發電系統的熱循環來降低成本,雖然未能完全達到預期目標,但這次嘗試讓他認識到可再生能源的巨大潛力。研究生期間與GE油氣公司的合作,則讓他深入理解了工業設備的可靠性問題。
在GE油氣的"愛迪生項目"中,格拉菲耶迪經歷了從機械設計到燃氣輪機測試的多崗位輪換。作為測試工程師,他不僅要考慮渦輪葉片的傳感器布局,還要規劃測試臺的安全出口位置。"這段經歷讓我明白,工程實踐需要兼顧技術細節與系統思維。"他回憶道。但幾年后,對科學原理的追求促使他轉向核能領域。
加入MIT核科學與工程系后,格拉菲耶迪在Matteo Bucci教授指導下,開始研究沸騰與淬火傳熱機制。這項研究不僅關乎航天器在軌燃料加注,對核反應堆冷卻系統同樣至關重要。通過微觀實驗與理論建模,他正在探索氣膜坍塌與熱流變化的內在規律。
在數據中心冷卻領域,格拉菲耶迪的研究也展現出創新價值。隨著全球數據中心和電動汽車的用電需求激增,如何高效散熱成為關鍵挑戰。他提出的介電液體浸沒式冷卻方案,通過沸騰過程直接帶走電子元件熱量。但介電液體的臨界熱流密度通常低于水,為此他正在研究利用高電場增強沸騰換熱的技術,相關成果已發表于《應用熱能工程》期刊。
除了科研工作,格拉菲耶迪還是位出色的教育者。作為MIT核科學與工程系四門課程的助教,他多次獲得優秀教學獎,并榮獲Manson Benedict獎及服務獎。課余時間,他活躍于波士頓的意大利社區,是MIT意大利學生社團"MITaly"的活躍成員。每周的拉丁舞會是他放松身心的方式,而制作完美披薩和意面的手藝,則源自11歲時從父母那里學到的家傳技藝。


















