Технопрорыв: российские физики придумали «нано-моторы» для смартфонов

технологии
Специалисты РАН придумали микроскопический двигатель внутреннего сгорания, который можно будет встроить в смартфоны и ноутбуки.

«Для ноутбуков и прочих мобильных устройств мы используем электрохимические батареи, в которых запасено энергии в десятки раз меньше, чем в любом автомобильном топливе того же объема. Почему же мы не применяем микродвигатели внутреннего сгорания для гаджетов? Фундаментальная проблема в том, что реакции горении гаснут в малых объемах из-за быстрого ухода тепла. В нашем проекте мы предлагаем решение этой проблемы» — рассказал представитель Российской академии наук Виталий Световой.

Ни для кого не секрет, что основной проблемой современных портативных гаджетов является их аккумуляторы, которые не в состояние обеспечить продолжительную работу устройства без подзарядки. В этой связи инженеры не первый год «ломают головы» над тем, что бы найти источники питания, которые смогли бы удовлетворить все потребности человека. В качестве одного из возможных вариантов рассматривается так называемые «топливные элементы» своеобразные аналоги батареек и аккумуляторов, в которых электрический ток возникает благодаря реакциям окисления топлива.
1484971018

Подобные источники питания, обладают, куда большим коэффициентом полезного действия, а так же могут работать фактически бесконечно. Но у топливных элементов есть ограничения по габаритам. Минимальный объем этих батарей составляет несколько кубических сантиметров, что не позволяет их использовать в современных ультратонких гаджетах. Тем не менее, российские разработчики нашли способ, как обойти эти ограничения и уменьшить размеры батарейки.

Что интересно, российские физики придумали «нано-мотор» в ходе экспериментов со стаканом с водой. Ученые наблюдали за реакциями, происходящими в небольшой емкости в процессе разложения воды на кислород и водород при помощи электрического тока. Было установлено, что если пропускать через воду ток с постоянно меняющейся полярностью, вода не разлагается – внутри нее образуются микроскопические пузырьки из смеси кислорода и водорода. Если правильно подобрать частоту переключения полярности и расстояние между электродами, то смесь загорается, образуя молекулы воды. Увидеть это нельзя, но процесс сгорания пузырьков смеси сопровождается щелчками.

Как известно любое взрывообразное сгорание топлива сопровождается двумя вещами – давлением и теплом. Фактически в двигателях внутреннего сгорания используется только давление. Ранее ученые со всего мира считали, что вся энергия сгорающего топлива в столь небольших пузырьках уходит в тепло, однако, наблюдения российских исследователей доказало ошибочность этого утверждения. По их расчетам во время взрыва каждого пузырька выделяется 0.3 микроджоуля энергии, которую можно использовать для полезной работы.

«Конечная цель нашего проекта — создание компактного, но обладающего достаточной удельной мощностью микронасоса, который может служить двигателем, например, для анализа крови на микрочипах. Не в каждом медицинском кабинете или в полевых условиях имеется компрессор, позволяющий нагнетать давление. Энергию взрыва пузырьков в рабочей камере насоса можно использовать для толкания жидкости по микроканалам» — рассказали ученые.

Материал подготовил Сергей Перелесов

31 декабря 2016 в 12:36
Оставьте свой комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *