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用空气中的水气就能驱动的动力装置

科普小知识2022-06-15 22:38:15
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用空气中的水气就能驱动的动力装置

水蒸气可以产生电能来驱动一些微型机器人、传感器和移动设备,这是一种很好的能源。

水蒸气在生物学中经常被用作能源。红杉通过根部蒸腾作用将地下水抽入树冠。最近,哥伦比亚大学的研究人员开发了两种新的动力系统,使用常温蒸汽作为动力来驱动。

用空气中的水气就能驱动的动力装置

此前,他们发现当空气中的湿度发生变化时,细菌的孢子会通过膨胀和收缩自动变形。同时,它们比其他微生物更容易推动/拉动一些物体,并且每单位重量使用较少的能量来移动物体。

通过分析罩袍的结构,他们设计了一种新型的活塞驱动发动机。在这个引擎中,塑料带的结构类似于孢子膜的结构,将孢子膜和一些线连接到胶带上。当空气干燥时,塑料袋会收缩。当空气变湿时,胶带会再次拉伸。他们称这个系统为湿度计驱动的人工肌肉或液压系统。

在实验中,研究人员将几十个这样的孢子覆盖膜并排排列在水箱顶部。当水分扩散时,人造肌肉会收缩,关闭通向外界的百叶窗,继续蒸发水分,驱动轮环境湿度上升,人造肌肉伸展,周期性重复,并能驱动发汗机产生微弱的电能点亮发光二极管灯泡。

他们制造的另一台蒸发驱动转子发动机将这种特殊薄膜贴在一个*上,就像标签一样。在这种环境下,车轮上一半的标签处于干燥空气中,会卷曲。标签的另一半会在潮湿的空气中伸展开来。通过这种方式,车轮将持续转动,这种动力可以驱动一辆100克的汽车移动。

研究人员表示,这种新的动力系统——九头蛇不仅可以为不同的设备提供驱动力。如果把它放在水面上,我们可以建造一个更大版本的水蒸发驱动装置。如果水的蒸发速度足够稳定,我们也许能建造一个比风力发电厂更大的发电设备。相关论文发表在6月16日的《自然通讯》上。