Создан новый микромотор для медицинских устройств
Российские учёные представили свою новую разработку. Это миниатюрный двигатель, который может использоваться в приборах для сбора и обработки медицинских анализов. С его помощью результаты анализов можно будет получать прямо во время приёма. Новый двигатель получает энергию за счёт горения водорода и кислорода в микроскопических пузырьках. А применение специального метода электролиза воды скорость работы этого двигателя удалось увеличить в сто тысяч раз.
Но это не единственная сфера применения нового двигателя. Его можно использовать в самых различных устройствах. В частности, он пригодится в той же медицине – на его основе можно построить прибор для точной доставки лекарственных средств для их дальнейшего помещения в лабораторный холодильник.
В наше время многие приборы и системы становятся меньше в размерах. Некоторые из них и вовсе приобретают микроскопические габариты. Однако достаточно быстрых и сильных двигателей для таких систем не было придумано до настоящего времени. Имеющиеся образцы, называемые актюаторами, пока ещё несовершенны. Актюатор – мотор, преобразующий электрическую энергию в механическую (собственно, как и любой другой электродвигатель).
Этот мотор представляет собой цилиндрический пузырёк воздуха диаметром в полмиллиметра и толщиной несколько микрометров. Он закрыт эластичной мембраной и заполнен подсоленной водой. Из него также выходят два электрода. При прохождении через них тока (этот процесс и называется электролизом) вода образует газ, который расширяется и толкает мембрану вверх. После выключения тока она возвращается в исходное состояние. Но до сих пор этот процесс был довольно медленным. Новое решение учёных состояло в том, чтобы очень быстро – буквально в тысячные доли секунды – менять полярность тока на электродах. В этом случае газ под мембраной уничтожается очень быстро, и мембрана, играющая роль поршня, движется вниз с большой скоростью. При горении водорода и кислорода стенки пузырька выполняют функцию катализатора, что ещё больше ускоряет его работу.
Полученный прибор – двигатель, который гораздо меньше существующих образцов, при этом он работает намного быстрее и точнее. Кроме того, он изготовлен из биосовместимых материалов, а это как нельзя лучше подходит для медицинской сферы.
Данную работу поддержал Российский научный фонд. Также она стала известна мировому научному сообществу – соответствующая статья опубликована в журнале Sensors and Actuators B: Chemical.
Различные микросистемы, конечно, существуют не только в медицине. Поэтому новый электромотор может стать поистине универсальным устройством.
