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首台“蒸发驱动引擎”问世

英国《自然·通讯》杂志上的一篇生物工程论文,报道了世界第一台“蒸发驱动引擎”。它能完成一些常见的任务,如提供驱动力和发电。在研究人员的演示中,这 类引擎能驱动迷你车或点亮发光二极管(LED)。该项成果表明,我们最为司空见惯的自然环境中的水,其实还有尚未挖掘的潜力,可以为人类提供有用的能量。

物质由液态转化为气态的相变过程即为蒸发,是一种很普遍的现象,是地球气候能量转移的主要形式。一个人造的蒸发装置颇为简单,但在工程系统中,却鲜少使用蒸发作为能量的来源。

此次,美国哥伦比亚大学的科学家奥祖尔·沙欣和他的研究团队,发明了一种“湿度驱动人工肌肉”,因其英文缩写也被称之为HYDRAs。它首先是将细菌芽孢附着在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,依靠湿度能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。

首台“蒸发驱动引擎”问世

接下来,研究人员用这些HYDRAs材料制造出了可做旋转运动和活塞运动的“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。由此,团队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;他们还设计了一种微型车,其重量为0.1千克,当车里面的水蒸发时就会驱动该车前进。

研究人员表示,“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,甚至还可用于在自然环境下工作的机械。(记者张梦然)

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瓦特证明了蒸汽的力量,如今我们意识到了蒸发也很有力。干湿交替引起形变,在工程实践中一般是防范的对象。但科学家反其道而行,借用细菌加大形变。小小细菌竟然提起了砝码,拽动了发电轮。虽然我们不指望蒸发能驱动家用电器,但能给传感器供电就能派大用场了。以后我们可以把监测设备往野外一丢,一条胶带足够让它成百年地无休工作。



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