Немецкий вариант двигателя Стирлинга размером в несколько микрон

Группе немец­ких уче­ных, во главе с про­фес­со­ром  Кле­мен­сом Бехин­ге­ром (Clemens Bechinger) уда­лось создать теп­ло­вой дви­га­тель Стир­линга раз­ме­ром в несколько микрон.

Это огром­ный шаг на пути к созда­нию мик­ро­ме­ха­ни­че­ских устройств в буду­щем. Пока дви­га­тель не все­гда рабо­тает ста­бильно, ввиду своих малых размеров.

Речь идет о вос­со­зда­нии теп­ло­вого дви­га­теля Стир­линга – правда, по очень необыч­ной схеме. В своей клас­си­че­ской форме такой дви­га­тель пред­став­ляет собой запол­нен­ный газом цилиндр, по кото­рому пор­шень дви­жется, под­чи­ня­ясь рас­ши­ре­нию или сжа­тию нагре­ва­ю­ще­гося и охла­жда­ю­ще­гося рабо­чего тела – напри­мер, воз­духа. В мик­ро­мире про­сто ско­пи­ро­вать это устрой­ство, соот­вет­ствен­ным обра­зом умень­шив все состав­ные детали, не получится.

В создан­ном немец­кими уче­ными дви­га­теле роль рабо­чего тела играет отдель­ный фраг­мент пла­стика раз­ме­рами не более 3 мкм, пла­ва­ю­щий в воде. Вме­сто подвиж­ного поршня здесь – сфо­ку­си­ро­ван­ный лазер­ный луч, ампли­туда излу­че­ния кото­рого пери­о­ди­че­ски меня­ется. Дав­ле­ние, кото­рое это излу­че­ние ока­зы­вает на раз­ме­щен­ный в фокусе кусо­чек пла­стика, соот­вет­ственно, также меня­ется, то более сни­жая сте­пень сво­боды дви­же­ния пла­стика, то повы­шая ее – в прин­ципе, так же, как пор­шень делает это со сжи­ма­е­мым и рас­ши­ря­ю­щимся газом.

В момент «рас­ши­ре­ния» вода, в кото­рой нахо­дится частица пла­стика, подо­гре­ва­ется вто­рым лазер­ным лучом, а в момент «сжа­тия» луч не вклю­ча­ется, и она осты­вает. Таким обра­зом, дви­же­ния про­ис­хо­дят при раз­ных тем­пе­ра­ту­рах и вза­имно не ком­пен­си­руют друг друга. Кусо­чек пла­стика, фак­ти­че­ски, плы­вет в воде, под­го­ня­е­мый лазе­рами: теп­ло­вая энер­гия пре­вра­ща­ется в работу.

К сожа­ле­нию, неиз­беж­ное вли­я­ние мик­ро­мира делает работу этого дви­га­теля крайне неста­биль­ной. Интен­сив­ный обмен энер­гией между кро­хот­ным «рабо­чем телом» и моле­ку­лами воды нару­шает нор­маль­ный цикл и при­во­дит к тому, что дви­га­тель попро­сту «глох­нет». Для обыч­ных дви­га­те­лей, рабо­та­ю­щих с энер­ги­ями на 20 поряд­ков боль­шими, такие вза­и­мо­дей­ствия совер­шенно неза­метны. Но эту малютку они, увы, делают совер­шенно непри­год­ной ни для какого прак­ти­че­ского использования.

По дан­ным Попу­ляр­ная меха­ника

Похожие новости

Ответить

Последние комментарии

  • Загрузка...

Фотогалерея

Войти