Создан двигатель, работающий на недооцененной силе электростатического отталкивания

Все мы сталкивались с электростатическим притяжением — например, легких предметов к расческе. Это самая простая и очевидная сила электричества, демонстрирующая фундаментальный физический принцип взаимодействия положительных и отрицательных зарядов. Но он слишком слаб для практического использования. Поэтому подавляющее большинство электродвигателей преобразуют электричество в движение иначе – через магнитное поле.

Статическое электричество не только притягивает, но и отталкивает. Эта поперечная толкающая сила, направленная перпендикулярно полю, еще слабее и поэтому еще не привлекла внимания ученых, хотя им, конечно, хорошо известна.

В Токийском институте науки (Science Tokyo) провели исследование сегнетоэлектрических жидкостей и поперечной электростатической силы в них. Результаты были опубликованы в журнале Communications Engineering. Они показали, что при определенных условиях эта сила может оказаться удивительно мощной.

В экспериментах сегнетоэлектрическую жидкость помещали между двумя электродами, разделенными всего несколькими миллиметрами, и прикладывали напряжение. Это подтолкнуло ее вверх почти на 10 сантиметров. Электрическое поле не оказывает такого влияния на обычные жидкости.

Еще одним замечательным открытием стала закономерность роста силы. В обычных материалах увеличение напряжения не приводит к значительному увеличению силы. А в сегнетоэлектрической жидкости даже небольшое увеличение напряжения дает пропорциональное увеличение силы. То есть принцип действия электричества в жидком сегнетоэлектрике совершенно другой.

Эксперименты и их анализ заставили ученых задуматься: если эта сила может толкать, может ли она еще и вращаться?

Разработан прототип движка, в котором реализована эта идея. Он не имеет магнитов и металлического ротора. Это очень актуально в наше время – ведь магниты изготавливаются из редкоземельных металлов. Кроме того, двигатель, не содержащий металлов, легче и может использоваться там, где магнитные поля имеют решающее значение, например, внутри медицинского оборудования или устройств хранения данных.

"Наши эксперименты показали, что ротор двигателя не обязательно должен быть изготовлен из металла. Сначала в это было трудно поверить. Но когда мы доверились данным и собрали ротор полностью из пластика, он действительно начал вращаться. Интересно, что эта сила была теоретически предсказана более 100 лет назад, но никто никогда не наблюдал ее непосредственно невооруженным глазом. Быть первым свидетелем этого было по-настоящему захватывающим моментом. Это одна из величайших радостей работы исследователя. Наука - это увлекательно", - подытожил Сузуши. Нисимура, специальный приглашенный профессор Школы материаловедения и химической инженерии Токийского института науки.