به گزارش خبرگزاری مهر، محققان می گویند این کوچکترین موتور بخار یا موتور استیرلینگی است که تا کنون در جهان ساخته شده است. قوانین ریزساختارها به دانشمندان ثابت کرده اند که امکان ساخت موتوری بسیار کوچک بر اساس نقشه موتوری با ابعاد عادی وجود ندارد. موتور بخار در حدود 200 سال پیش توسط رابرت استیرلینگ ابداع شد، این موتور از سیلندرهایی مملو از گاز برخوردار بود که به صورت متناوب گرم و سرد می شد و بخار ناشی از این رویداد منبسظ و منقبض می شد.
این رویداد پیستونی را به حرکت در می آورد که پیستون نیز برای مثال منجر به حرکت درآوردن یک چرخ می شد. مهندسان آلمانی توانستند این مکانیزم را با موفقیت در ریزترین شکل ممکن تولید کنند و قطعاتی از آن را جداگانه با ابعادی چند میکرومتری ساخته و سپس آنها را در قالب یک ماشین سرهم بندی کنند.
بر خلاف موتورهای بخار بزرگ در این موتور کوچک به جای گاز از ذره ای پلاستیکی استفاده شده که ابعاد آن سه میکرومتر بوده و در درون آب معلق است. از آنجایی که این ذره 10 هزار بار بزرگتر از یک اتم است، محققان می توانستند آن را به صورت مستقیم و با استفاده از یک میکروسکوپ مشاهده کنند.
نقش پیستون نیز در این موتور توسط یک پرتو لیزری متمرکز اجرا شد که از شدت متغیری برخوردار بود. نیروی نوری پرتو لیزری حرکت ذره پلاستیکی را در زاوایایی باز یا بسته محدود می کند، درست مانند منبسط شدن و منقبض شدن گاز درون پیستون.
برای اینکه موتور به درستی کار کند باید طی دوره انبساط از بیرون حرارت ببیند که این حرارت نیز در موتور بخار سه میکرومتری توسط پرتو لیزری دیگری تامین می شود، این پرتو، آبی که ذره پلاستیکی درون آن قرار دارد را گرم کرده و با خاموش شدن فوری می تواند درجه حرارت آب را به سرعت کاهش دهد.
بر اساس گزارش پاپ ساینس، این موتور، صرف نظر از آشفتگی هایی که به واسطه برخورد مولکولهای آب با ذره معلق به وجود می آید، عملکرد بسیار خوبی را از خود نشان می دهد. فیزیکدانان از مشاهده کارایی این موتور کوچک که میانگین کارایی آن نسبت به ابعادش در هر دور فعالیت با میانگین کارایی موتورهای معمولی متناسب با ابعادشان برابری می کند، شگفت زده شدند.
نظر شما