Капли вместо роторов

Кто мог подумать, что на эффекте поверхностного натяжения можно создать микроэлектродвигатель?
03.04.2019
Энерговектор

Учёные Массачусетского технологического института (MIT) ухитрились разработать эффективные электрические микродвигатели.

Как известно, традиционные электродвигатели при уменьшении размеров резко теряют в эффективности - моторы превращаются в генераторы тепла. Между тем у современной робототехники есть множество задач, для успешного решения которых нужны высокоэффективные микроприводы.

Сотрудники Линкольновской лаборатории нано-, химических и микросистемных технологий MIT использовали силы поверхностного натяжения в микрокаплях, активируемых электрическим полем. В результате был создан «микрогидравлический актуатор», способный обеспечивать быстрое и точное пошаговое движение с высокой энергетической эффективностью.

Двигатель имеет трёхслойную структуру. Нижний слой представляет собой пластину с многочисленными чередующимися полосными электродами, покрытыми пластиком, который электризуется под воздействием приложенного напряжения. Средний слой состоит из масла и микрокапель воды, реагирующих на электрическое поле. Верхний слой представляет собой скользкий пластик полиимид с канавками, создающими коридоры для движения капель. Чтобы микрокапли воды не высыхали, в неё добавляют хлорид лития.

Когда между электродами прикладывается электрическое напряжение, пластик над электродами в первом слое электризуется, вызывая эффект электростатического смачивания жидкости. В результате изменения сил поверхностного натяжения капли воды начинают двигаться поперёк электродов и вдоль канавок.

Как показали измерения, подобный актуатор обладает высокой эффективностью: около 60% - при максимальной мощности и порядка 80% - при пониженной. Уменьшая размеры капель и увеличивая их количество, учёные лаборатории планируют удвоить удельную мощность, доведя её до уровня 930 Вт/кг (как у лучших автомобильных электродвигателей, используемых в Tesla Model S).

На сегодня изготовлены образцы линейных и ротационных актуаторов, создаются многокоординатные микроприводы.

Источник: MIT

Читайте другие наши материалы