Muovinen sähkömoottori

Tieteilijät ovat havainneet, että ferroelektriset nesteet voivat valjastaa huomaamattoman poikittaisen sähköstaattisen voiman (TEF) nousemaan yli 80 mm:n korkeuteen ilman magneetteja tai korkeita jännitteitä.

Hyödyntämällä nesteen spontaania polarisaatiota ja poikkeuksellisen korkeaa dielektristä vakiota he saavuttivat vahvan TEF:n, jota aiemmin pidettiin saavuttamattomana perinteisillä sähköstaattisilla laitteilla.

Tämä läpimurto mahdollistaa kevyen, magneetittoman moottorin luomisen, avaa mahdollisuuksia kompakteille ja energiatehokkaille toimilaitteille ja ehdottaa mullistavaa lähestymistapaa sähköenergian muuntamiseksi mekaaniseksi liikkeeksi matalilla jännitteillä.

Nyt löydetyt ferrosähköiset nemaattiset nestekiteet yhdistävät nesteiden vapaasti virtaavan luonteen spontaaniin polarisaatioon, jolloin niiden molekyylit voivat järjestyä kollektiivisesti ja säilyttää sisäisen sähköisen dipolin.

On huomionarvoista, että niiden dielektriset vakiot voivat ylittää tyypillisten dielektristen aineiden vakiot useita tuhansia kertoja, mikä mahdollistaa huomattavan mekaanisen rasituksen syntymisen kohtuullisilla jännitteillä.

Tämän pohjalta Japanin tiedeinstituutin (Science Tokyo) professori Suzushi Nishimuran ja tutkija Tatsuhiro Tsukamoton johtama tutkimusryhmä päätti selvittää, voisivatko ferrosähköiset nemaattiset nestekiteet valjastaa ja vahvistaa kauan unohdettua TEF:iä.

Heidän tavoitteenaan oli demonstroida uudenlaista ferrosähköistä moottoria, jota käyttävät pelkästään sähköstaattiset voimat.

Nishimura sanoo: "Käyttämällä ferroelektristä nemaattista nestekidettä, jonka dielektrisyysvakio ja polarisaatio ovat yli tuhat kertaa suuremmat kuin perinteisillä materiaaleilla, vähensimme tarvittavaa käyttöjännitettä merkittävästi noin 10 kV:sta vain muutamaan kymmeneen volttiin.

Lisäksi valjastamalla sähköstaattinen voima, joka vaikuttaa kohtisuorassa käytettyyn sähkökenttään nähden, pystyimme rakentamaan kokonaan muovista valmistetun roottorin." Tämä rakenne ei ainoastaan yksinkertaista moottorin rakennetta, vaan mahdollistaa myös kevyen, harvinaisista maametalleista vapaan ja kestävän rakenteen.

Tämä työ edustaa merkittävää harppausta toimilaitteiden suunnittelussa, sillä se tuo markkinoille kevyitä, magneetittomia ja matalajännitteisiä laitteita, jotka ovat sekä energiatehokkaita että ympäristön kannalta kestäviä.

Aiheesta aiemmin:

Kuinka mato nappaa lentävän kärpäsen

Staattisen sähkön tiede ei ole enää niin toivoton

Kondensaattoreita vaikka mistä