蒸发驱动迷你引擎问世
- 发布时间：2015-06-23 04:37:58 来源：经济日报 责任编辑：罗伯特
人类日常生活环境中司空见惯的水蒸发现象，能为我们提供大量有用的微能量，还有巨大潜力尚待挖掘。这是6月16日英国《自然·通讯》上报道的世界第一例蒸发驱动引擎给我们带来的启示。它由美国哥伦比亚大学研究团队研制，能完成一些常见的任务，例如驱动和发电。在论文通讯作者奥祖尔·沙欣的演示中，这类引擎能驱动迷你车或者点亮发光二极管（LED）。
物质由液态转化为气态的过程就叫做蒸发。在自然界，水的蒸发是一种普遍的现象，是地球气候能量转移的主要形式。尽管在自然界中存在大量蒸发现象，人造蒸发装置构架也很简单，但在过去的工程系统中，很少只使用蒸发作为能量来源。
奥祖尔·沙欣和他的团队发明了“湿度驱动人工肌肉”，其英文缩写为HYDRAs（hygroscopy driven artificial muscles）。这种“湿度驱动人工肌肉”将细菌芽孢附着在8微米厚的聚酰亚胺胶带上。在细菌芽孢中，水被限制在纳米尺度的腔里，依靠湿度可以产生很大的压力变化。这样，在潮湿和干燥的条件下，胶带能改变自身的曲率。当很多胶带并行组装在一起时，它们就能克服重力提起重物。
接下来研究者们用这些“湿度驱动人工肌肉”材料制造了旋转状和活塞状的蒸汽驱动引擎，当放在水-气界面中时它们就能自动启动和运行。他们设计了放在水面上的发电机，用收集的蒸发能量点亮了发光二极管灯；还设计了一种重量仅为0.1千克的微型车，当车里面的水蒸发时，就会驱动微型车前进。
这种迷你的“蒸发驱动引擎”，未来或许能被用来驱动机器人系统、传感器等装置，甚至驱动在自然环境下工作的机械。
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