Ученые из НИЦ «Курчатовский институт» создали первый в мире микродвигатель внутреннего сгорания, толщиной с человеческий волос. Это устройство способно приводить в движение объекты, которые могут быть в 1000 раз тяжелее самого двигателя. Принцип работы двигателя основан на реакции горения водорода и кислорода, полученных из соленой воды через электролиз. В процессе электролиза вода распадается на газы, которые затем воспламеняются, создавая взрыв, который приводит в движение мембрану, действующую как поршень.
Инновация заключается в том, что ученым удалось преодолеть фундаментальную проблему, связанную с миниатюризацией двигателей — с уменьшением объема камеры сгорания, где реакция горения теряла эффективность из-за тепловых потерь. Для этого они применили метод быстрого удаления газа, что позволяет реакции горения повторяться многократно, обеспечивая работу двигателя.
Микродвигатель имеет потенциальное применение в различных областях, включая медицину. Один из наиболее очевидных вариантов использования — замена громоздких помп для инсулина, позволяющая более точно и компактно доставлять лекарства. Также данный микродвигатель может быть использован в других миниатюрных устройствах, таких как микро- и наноразмерные механизмы.
Для работы устройства используется уникальная система подачи управляющего сигнала, который вызывает образование пузыря из смеси водорода, кислорода и нанокапель воды под высоким давлением. Когда пузырь сгорает, его объем увеличивается в 500 раз за 10 микросекунд, что приводит к взрыву, толкающему мембрану.
Кроме того, такие технологии могут оказать влияние на миниатюризацию и развитие робототехники и микротехники. Принцип работы микродвигателя напоминает традиционный двигатель внутреннего сгорания, но на микроуровне, что открывает новые возможности для разработки эффективных и мощных микро- и нано-двигателей.
Однако перед тем как выйти на рынок, разработка должна продемонстрировать свою надежность и стабильность, а также конкурентоспособность по сравнению с другими технологиями. Тем не менее, если эта технология будет успешной и экономически доступной, она может найти широкое применение в медицинской технике, биологии и робототехнике.
Читать материалы по теме:
Испытан огнём новый российский плазменный двигатель КМ-55
Российский взрывозащищённый двигатель представили в Москве
Самый мощный российский авиадвигатель ПД-35 готовится к испытаниям