Исследование математических закономерностей течения разреженного газа в микроканале, по стенкам которого распространяются поверхностные акустические волны, провели с целью получения необходимых данных для создания микроразмерных газовых насосов на принципиально новой основе сотрудники НИИ механики МГУ, 26 июля сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу университета.

В последнее время возникла потребность в микроразмерных газовых насосах для применения в различных новых производствах, использующих микроэлектромеханические (МЭМС) устройства с герметичными полостями и осциллирующими элементами, например, гироскопы и синхронизирующие генераторы.

Портативным устройствам для химического анализа и мониторинга, таким как газовые хроматографы и масс-спектрометры, также требуются миниатюрные газовые насосы.

При этом исследования в области создания микроразмерных насосов в основном были направлены на производство механизмов откачки, основанных на движущихся элементах. Но переход к микроскопическим масштабам таких устройств стал серьезным вызовом для современных технологий.

Однако сейчас начались активные разработки, которые для создания микроразмерных насосов и миксеров предполагают использование поверхностных акустических волн (ПАВ). При этом в большинстве случаев исследовались ПАВ в жидкой среде, а возможность их применения к газовым средам осталась неизученной.

Этот пробел решили устранить сотрудники лаборатории наномеханики НИИ механики МГУ, первыми занявшиеся изучением возможности использования ПАВ для создания газовых микронасосов.

Автор исследования, старший научный сотрудник лаборатории наномеханики НИИ механики МГУ Василий Косьянчук пояснил суть проведенной работы:

«С помощью численных расчетов было показано, что наличие поверхностных акустических волн вызывает движение газа в канале в направлении их распространения. Также в работе численно было исследовано влияние на эффективность прокачки газа таких параметров, как высота и длина микроканалов, длина и амплитуда поверхностных волн».

Разрабатываемый проект включает исследование возможности использования такого микронасоса для разделения газовых смесей, которого в настоящее время требуют многие технологические процессы, в том числе в энергетике и ряде отраслей промышленности.

Разделение газовых смесей необходимо при переработке попутного нефтяного газа; для получения чистого азота, кислорода и благородных газов из воздуха; очистки воздуха от углекислого газа; при разделении изотопов (например, при обогащении урана).

Методов разделения газовых смесей существует множество, но все они достаточно дороги. Поэтому российские ученые продолжают поиски и разработки новых, более эффективных способов, позволяющих снизить стоимость получения различных чистых веществ, необходимых для современной промышленности.