Учёные из РАН опубликовали новую статью в журнале Scientific Reports, в которой описан способ изготовления микроскопического двигателя внутреннего сгорания, способный уместиться в смартфон, ноутбук и даже медицинский микрочип.

«Для ноутбуков и прочих мобильных устройств мы используем электрохимические батареи, в которых запасено энергии в десятки раз меньше, чем в любом автомобильном топливе того же объема. Почему же мы не применяем микродвигатели внутреннего сгорания для гаджетов? Фундаментальная проблема в том, что реакции горении гаснут в малых объемах из-за быстрого ухода тепла. В нашем проекте мы предлагаем решение этой проблемы», – рассказывает Виталий Световой из Физико-технологического института РАН в Ярославле.

Одним из наиболее вероятных вариантов замены привычных щелочных и литий-ионных батарей могут стать топливные аналоги батарей и аккумуляторов. До недавних пор главной проблемой, не позволявшей реализовать эту задумку, были габариты. Ведь двигатель внутреннего сгорания, даже самый маленький, должен иметь хоть несколько кубических сантиметров объёма, что довольно много для миниатюрного электронного устройства.

Недавно исследователи заметили: если через воду пропускать ток с постоянно меняющейся полярностью, это формирует смесь из мельчайших пузырьков из смеси кислорода и водорода. Если «переключения» электродов происходят с определённой частотой, смесь загорается, при этом формируются молекулы воды. Пузырьки очень маленькие, поэтому увидеть процесс воочию не получится, зато его можно услышать, ведь сгорание пузырьков сопровождается «щелчками».

Сгорание любого топлива создаёт тепло и давление, при этом нагрев двигателя обычно только мешает работе. Исследователи считали, что энергия сгорающего топлива в таких маленьких пузырьках уходит только в тепло, но новые расчёты физиков доказывают, что это не совсем так, и во время «взрыва» образуется небольшое количество энергии, которое можно использовать для производства электричества.

«Конечная цель нашего проекта — создание компактного, но обладающего достаточной удельной мощностью микронасоса, который может служить двигателем, например, для анализа крови на микрочипах. Не в каждом медицинском кабинете или в полевых условиях имеется компрессор, позволяющий нагнетать давление. Энергию взрыва пузырьков в рабочей камере насоса можно использовать для толкания жидкости по микроканалам», – делятся учёные своими планами на будущее.