211service.com
Spēcīgs solījums par mulsinošu jaunu mikroskopisku iekšdedzes dzinēju
Dzinējiem ir bijusi izšķiroša nozīme pasaules industrializācijā. Ir grūti iedomāties jauninājumu, kam būtu bijusi lielāka ietekme.
Mūsdienās ir tendence uz mazākiem, efektīvākiem dzinējiem. Ir kafijas tasīšu izmēra reaktīvie dzinēji, kas darbina autonomas lidmašīnas, un jaudīgi elektromotori, kas padara bērnu helikopterus noderīgākus par jebko, kas bija iespējams tikai pirms 10 gadiem.
Taču ir pamats domāt, ka iekšdedzes dzinēji, visticamāk, tuvākajā laikā nekļūs daudz mazāki. Iekšdedzes dzinēji kļūst ļoti neefektīvi, jo tie kļūst mazāki, jo siltums izplūst ātrāk. Tas ir neizbēgams rezultāts tam, kā apjoms un virsmas laukums mainās viens pret otru, jo lietas kļūst mazākas. (Tas pats efekts ir iemesls, kāpēc pelēm ir grūti uzturēt siltumu, kamēr ziloņiem ir grūti atdzist.)
Tātad lielākā daļa mikropievadu paļaujas uz citiem efektiem, lai radītu spēku. Ir divas galvenās kategorijas: termiskie spēki, kas mēdz būt lēni, un elektrostatiskie spēki, kas mēdz būt vāji. Nepieciešams kaut kas stiprāks un ātrāks.
Šodien Vitālijs Svetovojs no Tventes universitātes saka, ka viņi ir atklājuši pilnīgi jaunu mehānismu, lai radītu spēkus mikromērogā, kas ir gan spēcīgi, gan ātri. Un, lai gan viņi vēl pilnībā neizprot šo mehānismu, viņi uzskata, ka tā pamatā ir ūdens disociācija ūdeņraža un skābekļa gāzē un tā rekombinācija atpakaļ ūdenī.
Šie puiši pat ir uzbūvējuši mikrodzinēju, kas demonstrē šo fenomenu. Viņi saka, ka šis izpildmehānisms ir pirmais solis uz patiesi mikroskopiskiem iekšdedzes dzinējiem.
Jaunais mikro iekšdedzes dzinējs principā ir vienkāršs. Tas sastāv no mazas kameras, kas piepildīta ar ūdeni un satur elektrodu pāri, kas pievienoti ķēdei. Izlaižot strāvu caur ķēdi, ūdens sadalās skābeklī un ūdeņradi, kas pēc tam veido nanoburbuļus.
Lai gan šie burbuļi ir pārāk mazi, lai tos redzētu, gāzes tilpums ievērojami palielina spiedienu kamerā, izraisot membrānas deformāciju vienā galā. Tas ir tas, kas rada spēku.
Kad strāva apstājas, spiediens strauji pazeminās. Patiesībā tik ātri, ka pētnieki nav pilnīgi pārliecināti, kāpēc. Tas noteikti ir pārāk ātrs parastajiem procesiem, piemēram, gāzei, kas izkliedējas no kameras vai izšķīst atpakaļ šķidrumā.
Bet Svetovojs un domā, ka viņi zina, kas notiek. Viņu ideja ir tāda, ka tad, kad strāva tiek izslēgta, ūdeņradis un skābeklis nanoburbuļos spontāni sadeg, atkal veidojoties ūdenī. Tieši šī sadegšana un gāzes izvadīšana izraisa spiediena pazemināšanos tik strauji.
Neatkarīgi no mehānisma viņi izmanto mainīgu spriegumu/strāvu 50 KHz, lai izveidotu savu dzinēju. Tas rada pastāvīgu degšanas burbuļu avotu un izraisa membrānas turp un atpakaļ vibrāciju, ko var izmantot, lai veiktu darbu. Voila! Mikroskopisks iekšdedzes dzinējs.
Tā ir aizraujoša attīstība, kas sola neskaitāmas iespējas. Svetovojs un kolēģi neapraksta nekādus iespējamos pielietojumus saviem jaunajiem mikro iekšdedzes dzinējiem, tāpēc es to atstāšu lasītājiem MIT tehnoloģiju apskats . Idejas, lūdzu, komentāru sadaļā zemāk.
Atsauce: http://arxiv.org/abs/1402.7101 : Jauna tipa mikrodzinējs, kas izmanto ūdeņraža un skābekļa iekšējo sadedzināšanu