Hitech logo

новые материалы

Тонкая полимерная пленка для вакуумных насосов нового поколения

TODO:
Георгий ГоловановСегодня, 01:32 PM

Вакуумные насосы повсеместно распространены и незаменимы в различных отраслях промышленности, от упаковочных машин и робототехники до медицинского оборудования. Немецкие исследователи разработали сверхтонкую силиконовую пленку толщиной с человеческий волос, которая позволяет создавать вакуумные насосы без моторов, сжатого воздуха, смазки и внешних датчиков. Вместо них используются диэлектрические эластомеры. При подаче напряжения слои притягиваются, меняя площадь поверхности пленки.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

На Ганноверской ярмарке команда ученых из Саарского университета представила новую вакуумного версию насоса с двойным приводом. В отличие от прошлогоднего однокамерного прототипа, новый может работать с абсолютным давлением ниже 200 мбар (у однокамерного было 300 мбар), пишет Techxplore. Два привода могут работать в противофазе (один на впуске, другой на выпуске), предотвращая падение производительности и создавая непрерывный вакуум. Соединяя дополнительные мембраны последовательно или параллельно, можно наращивать производительность под конкретные задачи.

Контроль за движением пленки осуществляется путем изменения электрического поля. Пленку можно заставить пульсировать, вибрировать с заданной частотой или амплитудой, плавно двигаться или останавливаться в одном положении без потребления энергии. Она служит миниатюрным двигателем без дополнительных датчиков: любая деформация меняет электрическую емкость пленки, создавая характерную сигнатуру.

Комбинируя данные емкости и машинное обучение, команда разработала блок управления, который может предсказывать и программировать последовательности движений, а также отслеживать состояние насоса (например, обнаруживать посторонний предмет или недостаточный вакуум).

Технология не требует меди или редкоземельных элементов, работает без смазки и почти бесшумно. Пленки можно интегрировать в плоские конструкции толщиной со смартфон, создавая легкие, компактные и энергоэффективные насосы для упаковочных машин, роботов, медицинской техники, умного текстиля и лабораторного оборудования. Например, уже разработана умная промышленная перчатка, которая отслеживает движения руки и передает данные компьютеру.

Акустический тепловой насос без подвижных частей разработали в прошлом году китайские ученые. Он повышает температуру теплоносителя в гораздо большей мере, чем обычные тепловые насосы. В лабораторных испытаниях прототип разогрел хладагент со 145 °С до 270 °С.