Исследователи из Helmholtz-Zentrum Geesthacht и Université de Bordeaux представили эффективный микромотор и в то же время накопитель энергии в научном журнале Science. Просто сконструированный мотор состоит из пластикового микрофибры, которая жесткая при комнатной температуре. При нагревании волокно становится эластичным и может скручиваться - как в модельном самолете с резинкой. Снова охлажденное волокно, в отличие от резины, должно сохранять свое скрученное состояние; пока вы не разогреете его на месте. Трехфазное напряжение возвращается, подвижный конец начинает вращаться, и «электродвигатель из микроволокна» может служить в качестве привода.
Более высокий крутящий момент с оксидом графена
Чтобы достичь высокой плотности энергии при хранении, исследователи укрепляют пластик крошечными листами оксида графена. Ведущий автор Jinkai Yuan, который проводит исследования в Университете Бордо, объясняет: «Эксперименты показали, что оксид графена превосходит углеродные нанотрубки». Благодаря благоприятной ориентации нанолист в направлении деформации волокна и его собственной деформации, оксид графена становится выше Крутящий момент достигнут.
Повороты и температурный диапазон могут быть предопределены
Профессор Андреас Лендляйн, соавтор и руководитель Института исследований биоматериалов HZG в Тельтове, объясняет: «Число вращений, которые может выполнять мотор из микроволокна, и температурный диапазон, в котором происходит это движение, могут быть заранее определены». Так называемая температура переключения, до которой поддерживается трехфазное напряжение, может быть определена в широких пределах через температуру, при которой волокно было предварительно скручено. Температура программирования 80 ° C оказалась особенно благоприятной для исследуемого волокнистого материала, поливинилового спирта. 80% поворотов, запрограммированных путем скручивания волокна, должны быть здесь снова вызваны. Для будущих медицинских применений вы также можете работать с пластиком, который переключается при температуре тела.
Электродвигатели
Так выглядит технология привода будущего
Важный шаг к применению
«Этот результат является важным шагом ко многим приложениям, таким как микро-роботы или даже автономные системы, в которых программирование может осуществляться, например, с использованием энергии ветра», - говорит Лендляйн.
Для многих целей электродвигатель слишком слабый, слишком большой, недостаточно прочный, и для этого требуются силовые и контрольные кабели. В предыдущих экспериментах с волокнами скорость вращения, крутящий момент и угол поворота снова были слишком малы. Прежде всего, однако, связанная с весом плотность энергии оставляет желать лучшего. Говорят, что с двигателем из микрофибры он в 60 раз выше, чем с естественными скелетными мышцами.