Abstract Boiling heat transfer has drawn continuous attention owing to its wide range of applications in the energy fields. In the boiling process, the heat transfer coefficient (HTC) enhancement is needed for better energy conversion efficiency, and the critical heat flux (CHF) enhancement is needed to avoid boiling crises. With the advancement of nanotechnology, nanoscale surface modifications and nanofluids have shown great boiling enhancement potential. Furthermore, the coupled methods, which refer to the adoption of more than one method for boiling heat transfer enhancement, provide a novel way for possibly enhancing the HTC and CHF simultaneously. This work aims to provide the latest review of boiling enhancement using nanotechnology and its coupled methods. The nanotechnology-based methods on boiling enhancement including nanoscale modified surfaces and nanofluids are summarized. Furthermore, different coupled methods, including (a) hybrid nanofluids; (b) combined methods of using both nanofluid and surface modification; (c) bi-feature surfaces with multi-wettability (biphilic), multi-material, or multi-scale coating for surface modification, are discussed. Biphilic surfaces refer to surfaces with both hydrophilic and hydrophobic regions. Multi-materials surfaces refer to surfaces adopting two coating materials in the fabrication process, and multi-scale surfaces refer to nano/micro-scale surfaces in this review. The CHF and the HTC enhancement of pool and flow boiling are discussed, and conclusions and recommendations for future work are presented.

中文翻译：

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纳米技术辅助沸腾传热的最新进展：综述

摘要 沸腾传热因其在能源领域的广泛应用而备受关注。在沸腾过程中，需要提高传热系数（HTC）以获得更好的能量转换效率，需要提高临界热通量（CHF）以避免沸腾危机。随着纳米技术的进步，纳米级表面改性和纳米流体显示出极大的沸腾增强潜力。此外，耦合方法是指采用一种以上的沸腾传热增强方法，为可能同时增强 HTC 和 CHF 提供了一种新方法。这项工作旨在提供使用纳米技术及其耦合方法增强沸腾的最新评论。总结了基于纳米技术的沸腾增强方法，包括纳米级改性表面和纳米流体。此外，不同的耦合方法，包括（a）混合纳米流体；(b) 使用纳米流体和表面改性的组合方法；(c) 讨论了具有多润湿性（双亲）、多材料或多尺度涂层的双特征表面，用于表面改性。双亲表面是指具有亲水和疏水区域的表面。多材料表面是指在制造过程中采用两种涂层材料的表面，多尺度表面在本文中是指纳米/微米尺度的表面。讨论了池和流动沸腾的 CHF 和 HTC 增强，并提出了对未来工作的结论和建议。不同的耦合方法，包括（a）混合纳米流体；(b) 使用纳米流体和表面改性的组合方法；(c) 讨论了具有多润湿性（双亲）、多材料或多尺度涂层的双特征表面，用于表面改性。双亲表面是指具有亲水和疏水区域的表面。多材料表面是指在制造过程中采用两种涂层材料的表面，多尺度表面在本文中是指纳米/微米尺度的表面。讨论了池和流动沸腾的 CHF 和 HTC 增强，并提出了对未来工作的结论和建议。不同的耦合方法，包括（a）混合纳米流体；(b) 使用纳米流体和表面改性的组合方法；(c) 讨论了具有多润湿性（双亲）、多材料或多尺度涂层的双特征表面，用于表面改性。双亲表面是指具有亲水和疏水区域的表面。多材料表面是指在制造过程中采用两种涂层材料的表面，多尺度表面在本文中是指纳米/微米尺度的表面。讨论了池和流动沸腾的 CHF 和 HTC 增强，并提出了对未来工作的结论和建议。讨论了用于表面改性的多材料或多尺度涂层。双亲表面是指具有亲水和疏水区域的表面。多材料表面是指在制造过程中采用两种涂层材料的表面，多尺度表面在本文中是指纳米/微米尺度的表面。讨论了池和流动沸腾的 CHF 和 HTC 增强，并提出了对未来工作的结论和建议。讨论了用于表面改性的多材料或多尺度涂层。双亲表面是指具有亲水和疏水区域的表面。多材料表面是指在制造过程中采用两种涂层材料的表面，多尺度表面在本文中是指纳米/微米尺度的表面。讨论了池和流动沸腾的 CHF 和 HTC 增强，并提出了对未来工作的结论和建议。