Исследователи разработали новый микродвигатель, но не знают, как он работает

 

 

6w04w-mXHqc1Команда исследователей из Университета Твенте в Нидерландах, Российской академии наук и Университета Фрайбурга в Германии разработали микродвигатель, который использует в качестве топлива смесь кислорода и водорода. Но есть небольшая проблема: ученые не до конца понимают, как этот двигатель работает.

Создание микромашин означает создание микроэлектростанций, что становится все более актуальным с каждым днем в связи с развитием нанотехнологий. Микродвигатели дешевле в производстве, чем обычные, они смогут подавать энергию туда, где нет места более мощным двигателям, и они могли бы помочь своим крупным собратьям работать более эффективно. Получить энергию для микромашины в виде электричества достаточно просто, но получается, что электричество не делает никакой полезной работы. Это связано с проблемой масштаба. Электродвигатели с уменьшением их размеров производят меньше и меньше работы. Еще хуже дело обстоит с двигателями внутреннего сгорания, потому что в микроскопическом масштабе небольшое пространство камеры сгорания с ее сравнительно большой площадью поверхности передает тепло слишком быстро, к тому же в маленьком масштабе трудно уследить за горением. Хотя есть альтернативы в виде электроактивных полимеров и электрохимических приводов, но они ограничены по функциональности и работают слишком медленно, чтобы применяться на практике.

Новый микродвигатель размерами 100 х 100 х 5 мкм состоит из слоев полимерной мембраны толщиной 530 мкм. В нем используются переменный ток, который расщепляет воду на водород и кислород в камере, образованной мембраной. Когда газы смешиваются, они спонтанно воспламеняются, мгновенно производя много энергии. Исследователи не до конца понимают, как именно происходит горение. Это немного напоминает «научный» парадокс шмеля: математика говорит, что шмель летать не должен, но он это делает.

Хотя тайна горения до сих пор не разгадана, ученые считают, что это может быть связано с переходными нанопузырьками менее 200 нм в диаметре, которые образовываются на доли секунды в камере и не дают рассеяться теплу. Исследователи считают, что выяснение деталей того, как работает микродвигатель, откроет огромный потенциал для будущего развития микроприборов.