Швейцарские инженеры разработали мягкий электрический насос

Швейцарские инженеры из Федеральной политехнической школы Лозанны создали мягкий насос для перекачивания диэлектрической жидкости.

Как сообщается, устройство состоит из двух слоев, между которыми по центру находится канал для жидкости диаметром 1 мм. По бокам от канала расположены два электрода, выполненные в виде гребенки. При подаче напряжения между ними возникает электрическое поле.

Принцип работы насоса состоит в том, что при приложении достаточно большого напряжения в устройстве возникает автоэлектронная эмиссия — испускание электронов из электродов. Эти электроны ионизируют некоторые частицы жидкости. Благодаря тому, что ионы получают отрицательный заряд, они начинают двигаться под действием электрического поля в сторону анода. Эти двигающиеся ионы толкают соседние частицы и в итоге разгоняют весь поток.

Инженеры создали две разные конфигурации насоса из разных материалов, хотя в качестве корпуса в обоих вариантах используется прозрачный полидиметилсилоксан. Различия между вариантами заключается прежде всего в материале электродов: композит с углеродными или серебряными частицами. Кроме того, в прототипах насосов использовались разные диэлектрические жидкости.

Несмотря на то, что конструкция у обоих вариантов одинакова, различие в материалах обуславливает некоторую разницу в свойствах, причем как количественную, так и качественную. Например, углеродная модификация позволяет выбирать направление движения жидкости только в начале работы, тогда как насос с серебряными электродами позволяет переключаться между двумя направлениями. Кроме того, серебряные электроды имеют гораздо больший ресурс работы (множество часов против 15 минут), а также создают большее давление (14 килопаскалей против 7), но при этом имеют большее минимальное рабочее напряжение (5 киловольт против 2,5) и большее время отклика.

Авторы создали на основе насосов несколько прототипов. Один из них демонстрирует, как происходит перекачка жидкости из одного резервуара в другой. Еще один прототип состоит из емкости с жидкостью и «пальца» из нескольких емкостей. Перекачивая жидкость из большого резервуара в малые насос заставляет всю конструкцию изгибаться. Наконец, инженеры создали обогреваемую перчатку, которая перекачивает жидкость от нагревателя на запястье к кисти.

Исследователи указывают, что мягкий насос интересен не только тем, что ему нестрашна деформация, но еще и небольшой массой (нынешний прототип имеет массу в 1 грамм), а также бесшумностью работы и «незначительным» энергопотреблением.

Источник: N+1