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.
___________________________________
Еще больше интересных материалов ищите на нашем портале Энерговектор.com или подписывайтесь на наш канал.
Портал Энерговектор - это всегда свежие новости, комментарии финансовых аналитиков, оперативные фото- и видеорепортажи. На портале также размещаются расширенные версии статей, публикуемых в газете Энерговектор, с дополнительными иллюстрациями и видеовставками. Мы придаём большое значение вопросам престижа энергетических профессий, развитию отечественного энергетического машиностроения и энергоинжиниринга, обмену опытом и новым «прорывным» технологиям.