Varikliai buvo varomoji pasaulio industrializacijos jėga – sunku būtų prisiminti inžinerinę inovaciją, kuri pasaulį būtų pakeitusi labiau, rašo technologyreview.com.
Šiandienos tendencijos skatina kurti vis mažesnius, efektyvesnius variklius: egzistuoja kavos puodelio dydžio reaktyvinių variklių, varančių autonominius skraidymo aparatus ir galingi elektriniai varikliai, kurie iš vaikiškų sraigtasparnių išspaustų kur kas daugiau nei buvo įmanoma prieš 10 metų.
Bet yra pagrindo manyti, kad degimo varikliai veikiausiai nesumažės labiau, nei dabar: mažėjant vidaus degimo variklio dydžiui smarkiai krenta jo efektyvumas, nes greičiau iššvaistoma šiluma. Tai yra neišvengiamas paviršiaus ploto ir tūrio keitimosi rezultatas, kuomet ir vienas ir kitas mažėja. Dėl tos pačios priežasties pelėms labai sunku išlaikyti kūno šilumą, o drambliams – atvirkščiai, sunku atsivėsinti.
Taigi, dauguma mikrovariklių galią generuoja panaudojant kitokius efektus. Jie skaidomi į dvi pagrindines kategorijas: šilumines jėgas, kurios būna lėtos ir elektrostatines jėgas, kurios paprastai būna silpnos. Užduotis inžinieriams: sukurti kažką stipresnio ir greitesnio.
Nyderlandų Tventės universiteto mokslininkas Vitalijus Svetlovojus trečiadienį paskelbė atradęs visiškai naują mechanizmą mikroskopiniame lygmenyje greitai generuoti didelę galią. Ir nors mokslininkai iki šiol savo variklio veikimo mechanizmo neperprato, jie įsitikinę, kad jo pagrindas – vandens disociacija į deguonį ir vandenilį ir vėlesnė šių elementų rekombinacija į vandenį.
Mokslininkai netgi sukūrė šį reiškinį demonstruojantį mikrovariklį: „Šis aktuatorius – tai pirmas žingsnis į iš tiesų mikroskopinius degimo variklius“, - tikina išradimo autoriai.
Naujojo mikrovariklio konstrukcija yra iš esmės nesudėtinga: jį sudaro nedidelė vandens pripildyta kamera ir į grandinę sujungtų elektrodų pora. Paleidus srovę per elektrodus, vanduo disocijuoja į vandenilį ir deguonį, kurie sudaro nanoburbuliukus.
Nors burbuliukai yra neįžiūrimi, kameros viduje smarkiai padidėja slėgis, todėl jos membrana iš vienos pusės deformuojasi. Tai ir generuoja galią.
Nutraukus elektros srovę, staigiai krenta ir slėgis. Tiesą sakant, jis krenta taip staigia, jog mokslininkams beliko krapštytis galvą: jie nežino dėl ko taip yra. Tai be jokios abejonės yra per greitai tokiems įprastiniams procesams, kaip dujų difuzija iš kameros ar jų ištirpimas vandenyje.
V. Svetlovojus su kolegomis įtaria, kad žino, kas vyksta: jie mano, jog įjungus srovę susidariusiuose vandenilio ir deguonies burbuliukuose įvyksta savaiminis degimas, kurio metu susidaro vanduo. Būtent dėl degimo ir dujų virtimo skysčiu taip staigiai krenta slėgis variklio viduje.
Koks bebūtų šio variklio veikimo mechanizmas, mokslininkai, 50 Khz dažniu įjunginėdami ir išjunginėdami srovę, sukūrė variklį: tokios srovės charakteristikos sukuria nuolatinį burbuliukų srautą ir variklio membranos vibravimą, kuris gali atlikti naudingą darbą.
Giliau panagrinėti Tventės universiteto mokslininkų ir inžinierių darbą galima čia.
