Физики из России встроят водородные "нано-моторы" в смартфоны

© Фото : Postnikov et al. / Scientific Reports 2016Устройство для измерения силы взрывов нанопузырьков водородаУстройство для измерения силы взрывов нанопузырьков водорода

МОСКВА, 30 дек – РИА Новости. Ученые из РАН придумали, как можно создать микроскопический двигатель внутреннего сгорания, который можно будет встроить в смартфоны, ноутбуки или микрочипы для проведения медицинских анализов, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

"Для ноутбуков и прочих мобильных устройств мы используем электрохимические батареи, в которых запасено энергии в десятки раз меньше, чем в любом автомобильном топливе того же объема. Почему же мы не применяем микродвигатели внутреннего сгорания для гаджетов? Фундаментальная проблема в том, что реакции горении гаснут в малых объемах из-за быстрого ухода тепла. В нашем проекте мы предлагаем решение этой проблемы", – объясняет Виталий Световой из Физико-технологического института РАН в Ярославле, чьи слова приводит Российский научный фонд.

Пламенный мотор

За последние годы ученые активно пытаются найти замену современным щелочным и литий-ионным источникам питания, которые используются в различных цифровых гаджетах, автономным медицинских приборах, промышленных инструментах и космических зондах. Одним из вариантов их замены являются так называемые топливные элементы – своеобразные аналоги батареек и аккумуляторов, в которых электрический ток возникает благодаря реакциям окисления топлива.

Батарейки
Ученые из МФТИ приблизились к созданию чистых топливных ячеек

Подобные источники питания обладают более высоким КПД, чем обычные аккумуляторы, и они могут работать фактически бесконечно при наличии топлива и окислителя, но при этом они все же уступают в эффективности и мощности двигателям внутреннего сгорания, которые примеряются сегодня в автомобильной промышленности.

У подобных двигателей, как объясняет Световой, есть ограничения – их минимальный объем должен составлять несколько кубических  сантиметров, что не позволяет создать миниатюрный "мотор" классической конструкции, который можно было бы встроить внутрь телефона или других небольших гаджетов.

Российские химики нашли способ преодолеть это ограничение, наблюдая за необычными реакциями, которые происходят в обычном стакане с водой при попытке ее разложить при помощи электрического тока.

Крысы. Архивное фото
Российские ученые вживили в мозг крысы элементы, работающие на глюкозе

Как рассказывают ученые, относительно недавно их коллеги заметили, что пропускание через воду тока с постоянно меняющейся полярностью приводит не к разложению воды, а к формированию внутри нее микроскопических пузырьков из смеси кислорода и водорода. При определенной частоте "переключений" электродов и определенном расстоянии между ними эта смесь начинает спонтанно загораться, формируя молекулы воды. Этот процесс нельзя увидеть из-за небольших размеров пузырьков, но его можно услышать – сгорание пузырьков сопровождается "щелчками".

Полезные действия

Световой и его коллеги задумались, можно ли преобразовывать энергию подобных "нано-взрывов" в механические колебания и в электричество. Для ответа на этот вопрос ученые создали специальную экспериментальную установку, которая позволяла им следить за формированием и сгоранием одиночных пузырьков газа, а также оценивать давление которое они порождают.

Как  объясняют физики, взрывообразное сгорание любого топлива порождает две вещи – тепло и давление. Фактически, во всех двигателях используется лишь вторая вещь, а тепло только мешает их работе. Соответственно, если вся энергия взрыва уходит в тепло, то тогда такой двигатель будет крайне неэффективным или просто бесполезным.

Раньше ученые считали, что почти вся энергия сгорающего топлива в столь небольших пузырьках уходит в тепло, однако наблюдения ярославских физиков показали, что это не так. По их расчетам, во время "взрыва" каждого нанопузырька примерно 0,3 микроджоуля энергии преобразуется в механические колебания, которые можно использовать для  полезной работы – производства электричества или для приведения в движение насоса или любого другого механического прибора.

Ученые изучают структуру катализатора, превращающего СО2 в спирт
Ученые создали наноматериал, вырабатывающий спирт из воздуха

"Конечная цель нашего проекта — создание компактного, но обладающего достаточной удельной мощностью микронасоса, который может служить двигателем, например, для анализа крови на микрочипах. Не в каждом медицинском кабинете или в полевых условиях имеется компрессор, позволяющий нагнетать давление. Энергию взрыва пузырьков в рабочей камере насоса можно использовать для толкания жидкости по микроканалам", – заключают ученые.

РИА Наука
Комментарии
15 пользователей оставили 18 комментариев
скоро услышим такой разговор : " у тебя смартфон на 92-ом ? ...нее дорого , вчера ДТ перешел "
Серый Wolf, ну, например, для старта можно использовать тот же аккумулятор, как в гибридных автомобилях. И думаю наши академики не такие тупые, чтобы этого не понимать.
 



Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
Все поля обязательны к заполнению. Услуга предоставляется на коммерческой основе.
Заявка успешно отправлена