211service.com
La poderosa promesa de un nuevo y desconcertante motor de combustión microscópica
Los motores han jugado un papel crucial en la industrialización del mundo. Es difícil pensar en una innovación que haya tenido más impacto.
La tendencia actual es hacia motores más pequeños y eficientes. Hay motores a reacción del tamaño de tazas de café que impulsan aviones autónomos y potentes motores eléctricos que hacen que los helicópteros para niños sean más útiles que cualquier cosa que fuera posible hace tan solo 10 años.
Pero hay buenas razones para pensar que es poco probable que los motores de combustión se vuelvan mucho más pequeños en el corto plazo. Los motores de combustión se vuelven enormemente ineficientes a medida que se hacen más pequeños porque el calor se escapa más rápido. Ese es el resultado inevitable de la forma en que el volumen y el área de superficie cambian entre sí a medida que las cosas se hacen más pequeñas. (El mismo efecto es la razón por la que los ratones tienen dificultades para mantenerse calientes mientras que los elefantes tienen dificultades para enfriarse).
Por tanto, la mayoría de los microactuadores dependen de otros efectos para producir fuerza. Hay dos categorías principales: fuerzas térmicas, que tienden a ser lentas, y fuerzas electrostáticas, que tienden a ser débiles. Lo que se necesita es algo más fuerte y rápido.
Hoy, Vitaly Svetovoy de la Universidad de Twente dice que han descubierto un mecanismo completamente nuevo para producir fuerzas a microescala que son poderosas y rápidas. Y aunque todavía no comprenden completamente este mecanismo, creen que se basa en la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno gaseoso y su recombinación de nuevo en agua.
Estos muchachos incluso han construido un micro motor que demuestra el fenómeno. Este actuador es el primer paso para los motores de combustión verdaderamente microscópicos, dicen.
El nuevo motor de microcombustión es simple en principio. Consiste en una pequeña cámara llena de agua y que contiene un par de electrodos conectados a un circuito. Al pasar una corriente a través del circuito, el agua se disocia en oxígeno e hidrógeno, que luego forman nanoburbujas.
Aunque estas burbujas son demasiado pequeñas para verlas, el volumen de gas aumenta drásticamente la presión en la cámara, lo que hace que una membrana en un extremo se deforme. Eso es lo que genera fuerza.
Cuando la corriente se detiene, la presión cae rápidamente. Tan rápido, de hecho, que los investigadores no están completamente seguros de por qué. Ciertamente es demasiado rápido para procesos convencionales como el gas que se difunde fuera de la cámara o se disuelve nuevamente en el líquido.
Pero Svetovoy y creen que saben lo que está pasando. Su idea es que cuando se corta la corriente, el hidrógeno y el oxígeno de las nanoburbujas se combinan espontáneamente y se vuelven a formar agua. Es esta combustión y la eliminación del gas lo que hace que la presión baje tan rápidamente.
Cualquiera que sea el mecanismo, aplican un voltaje / corriente alterna a 50 KHz para crear su motor. Esto produce una fuente constante de burbujas para la combustión y provoca una vibración de ida y vuelta de la membrana, que se puede utilizar para trabajar. ¡Voila! Un motor de combustión microscópico.
Ese es un desarrollo emocionante que promete una gran cantidad de posibilidades. Svetovoy y compañía no describen ninguna aplicación potencial para sus nuevos motores de microcombustión, así que se lo dejo a los lectores de Revisión de tecnología del MIT . Ideas, por favor, en la sección de comentarios a continuación.
Ref: http://arxiv.org/abs/1402.7101 : Nuevo tipo de micro motor que utiliza combustión interna de hidrógeno y oxígeno