常溫蒸汽動力裝置

類別: 新奇

常溫蒸汽動力裝置
水蒸氣可以發電來驅動一些微型機器人和感測器以及移動裝置,這簡直是一種絕佳的動力源。

生物學中常把水蒸氣作為能量源,紅杉樹就是靠蒸騰作用通過根把地下水抽上樹冠。最近哥倫比亞大學的研究人員開發了2款新型動力系統,利用常溫水蒸氣作為動力進行驅動。
常溫蒸汽動力裝置
之前他們發現,當空氣中的溼度變化時,細菌的孢子會通過膨脹和收縮自動變形。同時,他們比其它的微生物更容易去推/拉動某些物體、而且搬動單位重量的物體所消耗的能量更少.

通過對這種袍子結構分析,他們設計了一種新型的塞動引擎(piston-driven engine)。這種引擎中,通過在膠帶上粘上孢子膜和一些線,使得塑膠帶的結構與孢子薄膜比較相似。在空氣乾燥時,塑膠袋會收縮;當空氣變得潮溼時,膠帶又會伸展開來。他們稱這種系統為空氣溼度驅動人工肌肉(hygroscopy driven artificial muscles)或者九頭蛇(HYDRAs)。

在實驗中,研究人員將幾十個這樣的孢子覆蓋膜並排組成陣列裝配到水槽的上方。當溼氣擴散,人工肌肉就會收縮,關閉通往外部的百葉窗,繼續蒸發水分,驅動輪環境溼度上升,人工肌肉伸展,週期性的反覆,能夠驅動蒸騰發動機產生微弱的電量來點亮LED燈泡。

他們所搭建的另一個蒸發驅動轉子發動機,通過將這種特殊的膜像標籤一樣貼在一個輪子的一圈。在這個環境中,輪子上一半的標籤處於乾燥的空氣中,會捲曲;另一半的標籤處於潮溼空氣中,會伸展開。這樣輪子會連續的轉動,這一動力能夠驅動一枚100g的小車進行運動。

研究者稱,這種新型動力系統-九頭蛇不僅可以為不同的裝置提供驅動力。如果把它安置在水面上,我們可以搭建一個更大版本的水蒸發驅動裝置,如果水份蒸發的速度足夠穩定,說不定能夠搭建一種比風電廠規模更大的發電裝置。而相關的論文發表在6月16日的《Nature Communications》上。

#我覺得這是一種類似太陽帆的不靠譜設計。不過用於微型感測器供電確實不賴。
[鄰家乖蜀黍 via ieee]

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