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首臺“蒸發(fā)驅(qū)動引擎”問世

  • 發(fā)布時間:2015-06-17 01:30:40  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  科技日報北京6月16日電 (記者張夢然)16日英國《自然·通訊》雜志上的一篇生物工程論文,報道了世界第一臺“蒸發(fā)驅(qū)動引擎”。它能完成一些常見的任務(wù),如提供驅(qū)動力和發(fā)電。在研究人員的演示中,這類引擎能驅(qū)動迷你車或點亮發(fā)光二極管(LED)。該項成果表明,我們最為司空見慣的自然環(huán)境中的水,其實還有尚未挖掘的潛力,可以為人類提供有用的能量。

  物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的相變過程即為蒸發(fā),是一種很普遍的現(xiàn)象,是地球氣候能量轉(zhuǎn)移的主要形式。一個人造的蒸發(fā)裝置頗為簡單,但在工程系統(tǒng)中,卻鮮少使用蒸發(fā)作為能量的來源。

  此次,美國哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家奧祖爾·沙欣和他的研究團隊,發(fā)明了一種“濕度驅(qū)動人工肌肉”,因其英文縮寫也被稱之為HYDRAs。它首先是將細菌芽孢附著在8微米厚的聚酰亞胺膠帶上,在細菌芽孢中,水被限制在納米尺度的腔里,依靠濕度能產(chǎn)生很大的壓力變化。這樣在潮濕和干燥的條件下,膠帶能改變自身的曲率,當很多膠帶并行組裝在一起時,它們就能克服重力提起重物。

  接下來,研究人員用這些HYDRAs材料制造出了可做旋轉(zhuǎn)運動和活塞運動的“蒸汽驅(qū)動引擎”。當放在水—氣界面中時,它們就能自動啟動和運行。由此,團隊設(shè)計了放在水面上的發(fā)電機,用收集的蒸發(fā)能量點亮了發(fā)光二極管燈;他們還設(shè)計了一種微型車,其重量為0.1千克,當車里面的水蒸發(fā)時就會驅(qū)動該車前進。

  研究人員表示,“蒸發(fā)驅(qū)動引擎”未來或許能被用來驅(qū)動機器人系統(tǒng)、傳感器等裝置,甚至還可用于在自然環(huán)境下工作的機械。

  總編輯圈點

  瓦特證明了蒸汽的力量,如今我們意識到了蒸發(fā)也很有力。干濕交替引起形變,在工程實踐中一般是防范的對象。但科學(xué)家反其道而行,借用細菌加大形變。小小細菌竟然提起了砝碼,拽動了發(fā)電輪。雖然我們不指望蒸發(fā)能驅(qū)動家用電器,但能給傳感器供電就能派大用場了。以后我們可以把監(jiān)測設(shè)備往野外一丟,一條膠帶足夠讓它成百年地無休工作。

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