Najmniejszy silnik Stirlinga

W Niemczech zbudowano najmniejszy w historii silnik Stirlinga. To wynaleziony na początku XIX wieku silnik, który przetwarza energię cieplną w energię mechaniczną. Specjaliści z Uniwersytetu w Stuttgarcie i Instytutu Systemów Inteligentnych Maksa Plancka tak zmodyfikowali urządzenie, by uzyskać jak najmniejsze wymiary.

Oryginalny silnik Stirlinga ma z jednej strony cylinder z gazem połączony ze źródłem ciepła, a z drugiej chłodnicę. Dwa tłoki przepychają gaz pomiędzy ciepłym i zimnym obszarem.

W celu zmniejszenia rozmiarów silnika niemieccy uczeni zastąpili zbiornik gazu pojedynczą cząsteczką melaminy, którą zanurzono w wodzie. Całość umieszczono w zbiorniku o wysokości 4 mikrometrów. W roli tłoka wystąpił laser. Im większa była intensywność promienia, tym mniejszą swobodę ruchu miała molekuła. Zachowywała się ona zatem podobnie do molekuł gazu w oryginalnym projekcie. Drugi z laserów w czasie krótszym niż 10 milisekund podgrzewał wodę do temperatury 90 stopni Celsjusza, wywołując ruch melaminy. Wyłączenie lasera powodowało gwałtowne ochładzanie się wody.

Pomimo tego, że udało się odtworzyć działanie silnika Stirlinga, mikroskopijne urządzenie jest mniej doskonałe niż pracujące w skali makro. W przeciwieństwie do makroskopowego silnika, który pracuje bardzo płynnie i całkowicie przewidywalny sposób, nasz silnik zacina się - mówi profesor Bechinger. Dzieje się tak dlatego, że molekuły wody bez przerwy uderzają w molekułę melaminy, co powoduje nierównomierne przepływy energii. W dużym silniku generowane jest tyle energii, że kolizje te nie mają znacznie, jednak w świecie mikro zaburzają one pracę urządzenia. Mimo to, naukowcy byli zadziwieni faktem, że średnia wydajność silnika była taka jak oryginału.

Naukowcy podkreślają, że ich silnik nigdy nie znajdzie praktycznego zastosowania, jednak mają nadzieję, że badania nad nim posłużą do opracowania bardziej stabilnych źródeł napędu dla mikromaszyn.

silnik Stirlinga woda laser melamina