Немецким ученым удалось создать микроскопический тепловой двигатель

Исследователи из Германии смогли создать сверхминиатюрный аппарат, который является имитацией двигателя Стирлинга, который был придуман и сконструирован около 200-х лет назад. В оригинале – это машина, где при периодическом нагревании и охлаждении происходит изменение объема рабочего газа. В результате чего поршень двигается и приводит остальные механизмы в действие.

Микроскопический мир имеет свои, совершенно иные законы, и сделать имитацию технологического процесса большого приспособления совсем непросто. Но, два профессора – Клеменс Бехингер и Валентин Бликле, которые преподают в Университете Штутгарта, смогли добиться этого.

Рабочее тело было заменено на шарик, плавающий в воде, сделанный из пластика и имеющий диаметр три микрона. Поршнем стал сфокусированный луч лазера. Его интенсивность периодически менялась, и это дало возможность более-менее ограничить подвижность самого шарика, в итоге газ то расширялся, то сжимался. Другой лазер был применен для воздействия на воду, то подогревал ее, то давал возможность ей остыть, когда его отключали. Такая система позволила добиться воспроизведения всех 4-х циклов, присутствующих в обычном двигателе.

Микромоторчик имеет КПД, приближенное к оригинальному показателю, когда нагрузка полная. Правда, величина эта не имеет постоянства, так как молекулы воды при регулярной температурной смене двигаются без остановки, и тем самым «толкают» рабочую микрочастицу, а та, в свою очередь, теряет энергию. Естественно, производительность падает, может даже произойти и полная остановка. Но, крошечный движок все равно имеет довольно высокую среднюю эффективность.

spacer