Ne visai nano, bet irgi labai įdomu

   Nanotechnologijoms skirtų konferencijų keistenybė yra tai, kad dažnai jose pasakojami dalykai, kurie, tiesą sakant nėra susiję su nanometrų dydžio objektais. Bendru sutarimu yra nusprendžiama, kad, jei daiktas yra mažas, tai jis jau priklausys nanotechnologijų sričiai.

   Vasario pabaigoje San Franciske įvykusioje NanoTech konferencijoje buvo pasakojama apie būtent tokį objektą. Mokslinė grupė iš Vašingtono valstijos sukūrė 3 mm pločio "mikro šiluminį variklį", kuris šilumą verčia elektra. Jo išradėjai tikisi, kad vieną gražią dieną tokie varikliai leis pradėti efektyviai naudoti šilumos nuostolius ir daugelyje buitinės elektronikos gaminių pakeis akumuliatorius.

   Iki šiol visi bandymai pagaminti mažyčius elektros generatorius apsiribodavo angliavandeniliais varomų vidaus degimo variklių, sukančių dinamas, miniatiūrizavimu. Bet tokie varikliai dažnai lūždavo dėl trinties ar dėl to, kad mikroskopiški paviršiai yra linkę sukibti vienas su kitu veikiami paviršiaus įtempimo ir tarpatominių jėgų. Bet Robert Richards, David Barr ir jų kolegos sugebėjo sukurti generatorių, kuriame nėra jokių problemas sukeliančių judamų dalių.

   Šiluminį variklį sudaro 60 mikronų pločio tvirta plastiko juostelė, susukta į 3 mm skersmens žiedą ir sudaranti žemą cilindrą. Cilindro viršus ir jo apačia yra uždaromi 4 mikronų storio silicio membranomis, o vidus yra užpildomas inertiniu skysčiu, vadinamu Fluorinert. Ant membranos yra pjezoelektrinės medžiagos, vadinamos PZT, sluoksnis įspraustas tarp platinos ir aukso elektrodų.

   Norint variklį "užvesti" pakanka sušildyti jo apačią, dėl ko skystis pradės plėstis - tam pakaks 10 laipsnių skirtumo tarp cilindro apačios ir viršaus temperatūrų. Slėgis cilindre pakyla ir PZT membrana išlinksta į išorę, sukurdama PZT kristalo deformacijai proporcingą elektros įtampą.

   Prototipinis variklis generuoja kelių mikrovatų galią, bet tiktai tuo momentu, kada lankstosi membrana. Norint padaryti tinkamą naudojimui elektros šaltinį prietaisą reikės nuolat kaitinti ir aušinti. Mokslininkai dabar bando pagaminti šiluminį perjungiklį, galėsiantį sudaryti ir nutraukti kontaktą su šilumos šaltiniu ir leisiantį varikliui nuolat generuoti kintamą elektros srovę.


Mokslo įdomybės