Microscopische stirlingmotor

Onderzoekers van de Universiteit van Stuttgart en het Max Planck Instituut voor Intelligente Systemen hebben een microscopisch klein motortje ontwikkeld. De motor werkt volgens het principe van een heteluchtmotor, maar dan op veel kleinere schaal.

De wetenschappers in Stuttgart gingen uit van het principe dat 200 jaar geleden is bedacht is door Robert Stirling. In zijn model wordt gas in een cilinder afwisselend gekoeld en verhit, waardoor een zuiger in beweging kan worden gezet door uitzetting en inkrimping van het gas.

Stirling's principe op microschaal

De microscopische stirlingmotor werkt met een laserstraal gericht op een klein kunststof deeltje dat in water drijft. Het kunststof deeltje is slechts drieduizendste van een millimeter groot en wordt beperkt in zijn bewegingsvrijheid door het optische veld van de laserstraal. Door de intensiteit van de laserstraal te variëren, wordt er in principe eenzelfde effect bereikt als in een stirlingmotor. Ook wordt het water van buitenaf verhit door een andere laserstraal, die het water snel verhit, maar ook weer laat afkoelen zodra de laser wordt uitgezet.

Sputteren

Hoewel de machine sputtert en nog geen praktisch werk kan verrichten, zijn de wetenschappers in Stuttgart toch enthousiast. "Onze experimenten geven ons inzichten in de energiebalans van een heteluchtmotor die werkt op microscopische afmetingen", aldus Clemens Bechinger. Deze inzichten kunnen waardevol zijn voor het ontwerp van betrouwbare en efficiënte micromachines.