Технологический скачок: тонкая полимерная пленка обещает новое поколение вакуумных насосов

Вакуумные насосы повсеместно распространены и незаменимы в различных отраслях промышленности: от упаковочного машиностроения и робототехники до медицинского оборудования. Немецкие исследователи разработали ультратонкую кремниевую пленку толщиной с человеческий волос, позволяющую создавать вакуумные насосы без двигателей, сжатого воздуха, смазки и внешних датчиков. Вместо них используются диэлектрические эластомеры. При подаче напряжения слои притягиваются, изменяя поверхность пленки.

На Ганноверской ярмарке команда ученых из Саарского университета представила новую версию вакуумный насос с двойным приводом. В отличие от прошлогоднего однокамерного прототипа, новый может работать при абсолютном давлении ниже 200 мбар (у однокамерного было 300 мбар), пишет Techxplore. Два привода могут работать в противофазе (один на входе, другой на выходе), что предотвращает ухудшение производительности и создает постоянный вакуум. Подключая дополнительные мембраны последовательно или параллельно, производительность можно увеличить в соответствии с конкретными задачами.

Движение фольги контролируется изменением электрического поля. Пленку (фольгу) можно заставить пульсировать, вибрировать с заданной частотой или амплитудой, плавно перемещаться или останавливаться в одном положении без затрат энергии. Он служит миниатюрным двигателем без дополнительных датчиков: каждая деформация меняет электрическую емкость пленки, создавая характерную подпись.

Объединив данные о производительности и машинное обучение, команда разработала блок управления, который может прогнозировать и программировать последовательность движений, а также контролировать состояние насоса (например, при обнаружении постороннего предмета или недостаточного вакуума).

Технология не требует меди и редкоземельных элементов, работает без смазки и практически бесшумна. Пленки можно интегрировать в плоские конструкции толщиной со смартфон, создавая легкие, компактные и энергоэффективные насосы для упаковочных машин, роботов, медицинских приборов, умного текстиля и лабораторного оборудования.