science >> Wetenschap >  >> Fysica

Kleine motor aangedreven door ontmengingsvloeistof

In cirkels gaan. Een micrometergrote silicabol met onregelmatige ijzeroxide-insluitingen wordt opgevangen door een optisch pincet (rood gebied geeft gefocust laserlicht aan). Verwarming van de bol door het licht zorgt ervoor dat een bijna kritisch vloeistofmengsel lokale concentratievariaties ontwikkelt (achterblijvende bellen) die de bol duwen om rond de straal te draaien. Credit:F. Schmidt/Univ. van Göteborg

Een internationaal team van onderzoekers heeft een kleine, op vloeistof gebaseerde motor aangedreven door een ontmengingsvloeistof. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft hun kleine motor en mogelijke toepassingen ervan.

De motor is in wezen een kleine bol in een baan om een ​​laserstraal in een vloeibare oplossing. De bol in de experimenten was extreem klein (2,48 micrometer in diameter) en gemaakt van ijzeroxide en silica. De vloeibare oplossing was een mengsel van water en lutidine. De twee ingrediënten waren belangrijk, want samen, ze vormden een kritisch vloeibaar mengsel dat bij een gewenste temperatuur zou scheiden. In dit geval, scheiding vond plaats toen de temperatuur opwarmde tot ongeveer 34 ° C.

Het starten van de kleine motor hield in dat eerst de bol in de vloeibare oplossing werd geplaatst (onder het scheidingspunt gehouden) en deze vervolgens werd vastgelegd met een optisch pincet - een laserstraal. aanvankelijk, de bol werd op zijn plaats gehouden. Het ijzeroxide zorgde ervoor dat de bol warmte kon absorberen, die de bol wegdreef van het midden van de optische pincetstraal. De kracht van de laserstraal werd toen langzaam verhoogd, waardoor de temperatuur van de bol stijgt, wat op zijn beurt een stijging van de temperatuur van de omringende vloeistof veroorzaakte. Eventueel, toen de temperatuur van de vloeistof zijn kritieke punt bereikte, de twee vloeistoffen werden niet gemengd, waardoor de bol lichtjes beweegt. Maar omdat het nog steeds op zijn plaats werd gehouden door het pincet, het bewoog in een gedeeltelijke boog. De temperatuur van de bol verwarmde de vloeistof, de bol verder duwen toen deze zijn ontmengingspunt bereikte. Dit gebeurde herhaaldelijk, de bol helemaal rond het pincet duwen. Het bleef rond het pincet draaien zolang de laserkracht werd toegepast.

De onderzoekers merken op dat het systeem een ​​klein temperatuurbereik had waarin de bol soepel rond zou draaien - door een klein laservermogen toe te passen, stopte de bol, te veel en de baan van de bol zou onregelmatig worden en op een gegeven moment, het zou loskomen van de pincetgreep. De onderzoekers suggereren dat hun motor kan worden gebruikt als een kleine mixer.

© 2018 Fys.org