Najmniejsze na świecie pompy

Najmniejsze na świecie pompy

Naukowcy sponsorowani przez DARPA zaprezentowali niedawno najmniejsze na świecie pompy próżniowe. Te przełomowe technologie mogą znaleźć zastosowanie w zabezpieczeniach oraz czujnikach wymagających próżni, bardzo wrażliwych analizatorach gazów, które mogą wykryć atak chemiczny lub biologiczny, zegarach atomowych i mikrolampach próżniowych.

W 2008 roku wystartował program DARPA Chip-Scale Vacuum Micro Pumps (CSVMP), mający na celu stworzenie wysokiej klasy ultra wydajnych mikropomp próżniowych. Ostatecznie stworzona pompa pracuje na ciśnieniu 10e-6 tora (1 tor to 1/760 atmosfery). Pompa ma pojemność 1 milimetra sześciennego i jest najbardziej efektywną energetycznie pompą, jaką kiedykolwiek stworzono.

„Proces tworzenia podciśnienia w pomieszczeniu wystarczająco dużym do umieszczenia w nim statku kosmicznego jest bardzo prosty.", powiedział Andrei Skhel, kierownik programu DARPA. „Uszczelnione pomieszczenie, duża pompa i zasilanie to wszystko, co jest potrzebne. Takie podejście nie jest, jednak skalowalne. Aby podejść do problemu w mikroskali musieliśmy wykorzystać nowe prawa fizyki. Wymagającej precyzji i trudnej do opanowania techniki jeszcze nikt dotychczas nie próbował."

Projekt udało doprowadzić się do końca, a swoje wynalazki zaprezentowali naukowcy z University of Michigan, MIT oraz Honeywell International Inc..

Naukowcy z University of Michigan opracowali trzy różne pompy w trzech różnych kategoriach ciśnienia. Wyliczając od najmniejszej do największej kategorii są to: pompa oparta o jony mikroplazmatyczne, pompa Krudsena oraz wysokoczęstotliwościowa pompa perystaltyczna.

Zespół z MIT opracował trzy rodzaje mikropomp gazowych. W swoich pracach skupili się na efektywności. Dzięki zastosowaniu mikrozaworów udało im się uzyskać stopień sprężania na poziomie 4,6. Jest to najlepszy wynik w tej kategorii pomp.

Honeywell International przedstawił mikroukład turbomolekularnej pompy, która może działać w zakresie średniej i wysokiej próżni. Konstrukcja jest analogiczna jak w przypadku turbiny, lecz działa na odwrót. Łopatki na wirniku są ustawione pod kątem, a gaz rozprężany jest na zewnątrz, tworząc podciśnienie w środku.

Początkowo, CSVMP miał za zadanie doprowadzić do stworzenia pomp, które pozwoliłyby na zastosowanie w analizatorach gazów. W związku z tym, że udało się uzyskać konstrukcje o jeszcze mniejszych gabarytów, możliwości zastosowań znacznie się zwiększyły.

(rr)