მკვლევარებმა მიკროძრავი შექმნეს და არ იციან, ის როგორ მუშაობს

Researchers develop new microengine, but aren't sure how it works

1 აპრილი

თუ აპირებთ იმ ზომის „პორშე 911-ის“ დამზადებას, რომელიც ნემსის წვერზე მოთავსდება, ან მიკროსკოპული ტუმბო გჭირდებათ სამედიცინო საჭიროებისთვის, მაშინ მიკროსკოპული ძრავი დაგჭირდებათ. სწორედ ასეთი მიკროსკოპული ძრავი შეიმუშავეს ჰოლანდიის ტვენტეს უნივერსიტეტისა და გერმანიის ფრაიბურგის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა. ძრავი საწვავად ჟანგბადსა და წყალბადს იყენებს. მაგრამ მის შემქმნელებს ერთი რამ ვერ გაურკვევიათ - მათ არ იციან, როგორ მუშაობს ეს ძრავი...

იმ ეპოქაში, როცა ნანოტექნოლოგიები სწრაფი ტემპით ვითარდება, მიკრო ძრავის შემუშავება აღარავის უკვირს. ისინი ჩვეულებრივ ძრავებზე იაფია, მათ ისეთი რამ შეუძლიათ, რაც დიდი ძრავებისთვის წარმოუდგენელია და რაც მთავარია, მათი დახმარებით, დიდ ძრავებს პერსპექტივაში გაცილებით ეფექტურად მუშაობა შეუძლიათ. ოღონდ, ეს ყველაფერი მომავალში შეიძლება მოხდეს, როცა ნანოტექნოლოგიები ჩვენი ცხოვრების განუყოფელი და ჩვეულებრივი ნაწილი გახდება.

მიკროძრავების დანრგვის საქმეში, მთავარი პრობლემა არის ისეთი მიკრო მოწყობილობის შემუშავება, რომელიც ენერგიას მოძრაობად გარდაქმნის. მიკრო მანქანისთვის ენერგიის მიწოდება საკმაოდ ადვილია. მაგრამ ამ ენერგიამ რომ სამუშაო შეასრულოს, ეს უკვე ძნელია. ამის მიზეზი კი ზომებია. მაგალითად, თუ ელექტრულ ძრავებს მეტისმეტად დავაპატარავებთ, ისინი სულ უფრო მცირე ძალას გამოიმუშავებენ.

უარესადაა საქმე შიდაწვის ძრავების შემთხვევაში. ამის მიზეზი ისაა, რომ მიკროსკოპული ზომის წვის კამერას შედარებით მოცულობა ფართობი აქვს, რის გამოც, მისგან სითბოს არიდება ძალიან სწრაფად ხდება. ეს კი წვის პროცესს ხელს უშლის. მართალია, არსებობს ალტერნატივები, როგორებიცაა ელექტროაქტიური პოლიმერები და ელექტრომექანიკური გადამცემები. მაგრამ ამათი ფუნქციები შეზღუდულია, რის გამოც, ისინი არაპრაქტიკულებია.

მიკრო ძღავი, რომლის გაბარიტებია 100 x 100 x 5 მიკრომეტრი, პოლიმერული მემბრანების შრეებისგანაა შექმნილი. თითოეული მემბრანის სისქე 530 ნანომეტრია. მასში გამოყენებულია ცვალებადი დენის ელექტროდები, რომლებიც მემბრანაში არსებულ კამერაში, წყალს ჟანგბადად და წყალბადად შლიან. როგორც კი ეს ორი აიროვანი ნივთიერება ერთმანეთს შეერევა, იწყება წვის პროცესი. ამ დროს, ელექტრული იმპულსები მყისიერად ითიშება, რაც ენერგიას წარმოქმნის, რომელიც თავის მხრივ, დგუშის მსგავს წინდაუკან მოძრაობის ეფექტს იწვევს.

პროცესის აღწერა ერთი შეხედვით ადვილია, მაგრამ პატარა აგრეგატის შემქმნელებმა არც იციან მისი მუშაობის რეალური მექანიზმი. უფრო კონკრეტულად კი, ისინი ვერ ხსნიან, რა იწვევს წვის პროცესს. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ შესაძლოა ადგილი ჰქონდეს გარდამავალი ნანობუშტების (200 ნანომეტრ დიამეტრით) წარმოქმნას, რომლებიც კამერაში წამის მეათასედში გაიფრქვევა და სითბოს გამოიმუშავებს. მკვლევარები თავადვე ამბობენ, რომ ეს პროცესი ლოგიკას არ ექვემდბარება, თუმცა მათი ასეთი თვისებები გამოვლენილია.

მეცნიერებს სჯერათ, რომ თუ მათ მიერ შექმნილი ძრავის მუშაობის მექანიზმს ახსნიან, მაშინ მიკროხელსაწყოებისთვის, მათი შესაფერისი ძრავების მასობრივად წარმოებას გზა გაეხსნება.