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