Исследование течения разреженного газа в микроканале поможет создать новые газовые микронасосы
30.07.2024
Сотрудники НИИ механики МГУ численно
исследовали течение разреженного газа в микроканале, по стенкам которого
распространяются поверхностные акустические волны. Полученные результаты могут
стать основой для создания принципиально новых микроразмерных газовых насосов.
Исследование поддержано грантом РНФ №
23-71-10057.
Активно развивающийся тренд на миниатюризацию привел
к потребности создания микроразмерных газовых насосов для применения в различных
новых областях, включая устройства для микроэлектромеханические
систем (МЭМС) с герметичными полостями и осциллирующими элементами, такими
как гироскопы и синхронизирующие генераторы. Также появилась необходимость в
портативных устройствах для химического анализа и мониторинга, таких как
газовый хроматограф и масс-спектрометр. Большинство исследований, касающихся
создания микроразмерных газовых насосов, были направлены на механизмы откачки,
основанные на движущихся элементах. Однако миниатюризация классических подходов
до микроскопических масштабов оказалась серьёзным вызовом для современных
технологий.
В последние годы активно ведутся разработки по
использованию поверхностных акустических волн (ПАВ) для создания микроразмерных
насосов и миксеров. Рабочей средой в этих исследованиях является жидкость, а
возможность применения к газовым средам не исследовалась. Впервые изучением
возможности использования ПАВ для создания газовых микронасосов занялись именно
в лаборатории наномеханики НИИ механики МГУ.
«С помощью численных расчётов 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»,
— поясняет автор исследования старший научный сотрудник лаборатории
наномеханики НИИ механики МГУ Василий Косьянчук.
Источник: МГУ.