![]() |
Храповой механизм — это система преобразования энергии. Она превращает беспорядочное или случайное движение в упорядоченное, направленное. Важнейший компонент механических систем состоит из шестерни и защёлки, которая ограничивает движение шестерни в одном направлении. Концепция броуновского храповика предложена для понимания работы молекулярных двигателей в биологических системах. В них химические реакции выпрямляют случайное тепловое движение молекул. По второму закону термодинамики равномерные тепловые колебания не могут создать упорядоченное движение. Поэтому для работы броуновских храповиков нужны неравновесные флуктуации. В биологических системах химические реакции модулируют тепловое движение и создают нетепловые колебания, которые важны для храпового механизма. Определение типов неравновесных движений, с которыми может справиться храповой механизм — это интересная и важная научная задача. Она может помочь в создании новых технологий по сбору энергии. Храповик Фейнмана-Смолуховского — пример активного броуновского храповика. Это привело к многочисленным исследованиям храповых двигателей. В большинстве этих исследований предполагается использовать асимметричный храповик для выравнивания нетепловых флуктуаций, возникающих из-за механических колебаний. Исследователи из Университета Дошиша создали новый храповой механизм. Руководили работой аспирант Мику Хататани и доценты Ямамото Дайго и Акихиса Шиои. В основе механизма — асимметрия смачиваемости поверхности симметричной шестерни. Это отличает разработку от традиционных храповиков. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports. Команда разработала инновационный храповой механизм — симметричную шестерёнку из ABS-смолы с шестью зубцами в форме треугольников. К правой стороне каждого зубца прикреплена парафиновая плёнка. Это создаёт разницу в смачиваемости поверхности между двумя сторонами зубцов. Чтобы провести испытания, шестерёнку поместили в чашку Петри, наполненную водой, и закрепили булавкой. Чашку поставили на вибрирующий диск, который колебался в вертикальном направлении с заданной частотой, создавая случайные колебания воды. В чашке с водой шестерёнка с парафином вращалась только в одну сторону, а без парафина — не вращалась вообще. Вращение первой шестерёнки зависело от её формы: если посмотреть на неё с одной стороны, вращение будет по часовой стрелке, а с другой — против. На коротких промежутках времени она колебалась в обе стороны, а на длинных — вращалась в одном направлении. Исследователи изучили, как работает этот инновационный храповый двигатель. Они выяснили, что его уникальное движение создаётся случайным процессом со смещённой движущей силой. Эта сила возникает из-за разницы между двумя поверхностями: параплёнкой и зубьями шестерни. Параплёнка гладкая, а поверхность зубьев шестерни шероховатая.
20.08.2024 |
Энергия
![]() | |
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии | |
Швеция вновь обратила внимание на атомную... |
![]() | |
Аммиак без жертв: как японские ученые упростили производство | |
Мир стремится к устойчивому развитию, и&n... |
![]() | |
Новые технологии, новые партнеры: что задумали в ННГУ | |
Нижегородский государственный университет имен... |
![]() | |
Российские ученые разрабатывают аккумуляторы для электромобилей и дронов | |
Ученые из Уфимского института химии работ... |
![]() | |
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир | |
Мир хранения энергии меняется благодаря кванто... |
![]() | |
Китай впереди, а мир догоняет: битва за переработку аккумуляторов начинается | |
Компания Cirba Solutions активно развивает отр... |
![]() | |
Квантовый секрет растений: как природа превращает свет в энергию | |
Превращение солнечной энергии в химическу... |
![]() | |
Аккумуляторная революция: Франция строит завод мечты для электрокаров | |
Европейская комиссия дала зеленый свет огромно... |
![]() | |
Энергия атома для производства водорода: перспективы развития технологии | |
Доктор Уильям Бодель из Далтонского ядерн... |
![]() | |
Реактивное топливо на основе лигнина совершает прорыв в хранении водорода | |
Инновационный прорыв в технологии хранени... |
![]() | |
Определена роль термоядерной энергетики в обеспечении экологической безопасности | |
Карл Тишлер из европейского консорциума п... |
![]() | |
1066 секунд: Китай приблизился к созданию неисчерпаемого источника энергии | |
Стремление Китая использовать энергию звезд до... |
![]() | |
Министерство энергетики США инвестирует в технологии декарбонизации | |
Министерство энергетики США уделяет приор... |
![]() | |
Термоядерный прорыв: SMART добыл первую плазму | |
Токамак SMART успешно произвел первую плазму, ... |
![]() | |
В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20% | |
Ученые Томского политехнического университета ... |
![]() | |
Тепло шахтных вод: Великобритания приближается к чистой энергии | |
Живая лаборатория по использованию тепла ... |
![]() | |
В США запустят строительство заводов по производству водородного топлива | |
Министерство энергетики США, DOE, сделало важн... |
![]() | |
США инвестируют 101 млн долларов в испытания контроля выбросов углекислого газа | |
Министерство энергетики США, DOE, объявило о&n... |
![]() | |
Термоядерный синтез: как ученые пытаются приручить энергию Солнца | |
Стремление к получению чистой, устойчивой... |
![]() | |
JEST: Ученые разрабатывают литий-ионную батарею с повышенными характеристиками | |
Технологический прогресс привел к широком... |
![]() | |
Открытие делает органические солнечные элементы более эффективными и стабильными | |
Исследователи из Университета Åbo A... |
![]() | |
JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей | |
Глобальная гонка за увеличение срока служ... |
![]() | |
AppEn: ИИ проворнее человека находит причины неисправностей топливных элементов | |
Исследовательская группа доктора Чи-Юнг Юнга и... |
![]() | |
Эффективны ли солнечные панели при непрямом солнечном свете? Ученые говорят — да | |
Когда люди думают о солнечной энергии, он... |
![]() | |
Застройщики жилья используют инновации для экономии на коммунальных платежах | |
По мере того как экологичная жизнь превра... |
![]() | |
Криптографический протокол обеспечит безопасный обмен данными в ветроэнергетике | |
Плавучая ветроэнергетика обладает огромным пот... |
![]() | |
Предложен новый способ получения водорода из воды с помощью солнечной энергии | |
Специалисты в области нанохимии добились ... |
![]() | |
AM&I: Пористые электроды из оксида кремния — прорыв в хранении энергии | |
Батареи стали неотъемлемым компонентом совреме... |
![]() | |
AC: Разработаны безопасные и стабильные батареи на основе цинка | |
Перезаряжаемые литий-ионные батареи питают все... |
![]() | |
Появилась концепция устойчивых полимерных электролитов для топливных элементов | |
Исследовательская группа под руководством... |