科学家利用静电力开发出无须磁铁和铜线圈的塑料电机
创始人
2026-07-07 18:43:38
0

(来源:中国航空报)

现代生活中几乎所有电动机,从你桌上的风扇到电动汽车中的电机,都依赖于磁力。一个多世纪以来,磁场一直主导着电机设计,因为静电力被认为对实用机器来说过于微弱。

这一假设现在正被一类令人惊讶的材料——铁电流体所挑战。这些异常流体对电场反应异常强烈,揭示了科学家曾认为微不足道而无关紧要的效应。

大多数人认为电是通过相反电荷之间的吸引力产生运动。虽然这种静电力确实存在,但通常缺乏驱动日常机器所需的强度。因此,工程师们转向电磁电机,利用电力产生磁场,从而产生旋转运动。

但电场不仅能拉动,它们还可以产生微弱的侧向力,作用于施加电压的垂直方向。在普通材料中,这种效应非常微弱,因此很少引起关注。然而,新的实验表明,在铁电流体中,这种力可以变得异常强大,足以逆重力推动流体,甚至驱动没有磁铁或金属转子的原型电机。

这项研究的关键进展是通过实验证明,这种被忽视的横向静电力在特定条件下可以变得异常强大。

东京科学研究所的西村铃志教授及其团队一直在研究铁电流体,并仔细研究了侧向力。他们将流体置于两个相距仅几毫米的电极之间,然后施加电压。结果很明显:流体侧向移动了近10厘米,并且逆着重力工作。在相同设置下测试的常规流体则没有这种变化。该效应仅出现在铁电流体中。

原力的增长方式也很特别。在普通材料中,升高电压通常不会带来较大的力的增加。对于铁电流体来说,小幅的电压增加会使力成比例上升。电在这种材料中表现得有根本不同的表现。

详细分析显示,电场使流体中的分子成有序排列,从而产生侧向推力。这一发现引出了一个新问题:如果力能推动,它是否也能让物体旋转?基于这一原理,团队制造了一个不需要磁铁或金属转子的原型电机。测试确认,电机能够利用这种新控制的力进行旋转。

谈到这项研究的意义,西村铃志表示:“这种力量理论上早在一百多年前就被预测了,但没有人用肉眼直接看到它。我们的实验表明,电机转子可能不再需要金属制造。这个想法起初难以接受。但当我们信任数据,完全用塑料制造转子时,它确实会旋转。”

这一发现扩展了电机和执行系统的设计方式。如今大多数电磁电机依赖磁铁和铜线圈。这种新方法可以在没有磁铁或稀土金属的情况下产生运动,这在物质资源有限的世界里可能非常有价值。

设计也可以更轻巧、更简洁。由于旋转部件可由树脂制成而非金属,器件可能更轻且响应更快。这可能有助于机器人技术、紧凑型机械和精密系统。

由于电机不依赖磁场,它在磁噪声引发问题的场所也能很好地工作,包括医疗设备和数据存储设备。它的运行电压远低于传统静电器件,这可能使其更安全、更实用。(航柯)

相关内容

原创 ...
英伟达正式官宣与 Safe Superintelligence(S...
2026-08-02 21:28:09
原创 ...
追求长生不死这件事,从来就没有停过。 中国的历代帝王、西方的王公贵...
2026-08-02 21:25:36
传音TECNO预告全新无边...
【太平洋科技快讯】据 IT 之家报道,传音旗下 TECNO 近日在...
2026-08-02 21:22:59
“拉索”首次“看清”黑洞如...
黑洞如何把粒子加速到宇宙最高能量?最新研究给出了答案。记者31日从...
2026-08-02 20:54:05
原创 ...
中国的卫星规模增长很快,从2024年的大约600颗活跃卫星,涨到了...
2026-08-02 20:51:49
北京小程序开发设计应用梳理...
北京小程序开发设计在实际落地中,通常需要结合具体业务场景考虑功能边...
2026-08-02 20:47:39
CI/CD流水线里的质量门...
搭建 CI/CD 流水线不难,难的是让它真正拦得住问题。不少团队的...
2026-08-02 20:24:37
边界消失之后:零信任、AI...
面对AI驱动的自动化攻击和不断消失的网络边界,"加固边界"这套沿用...
2026-08-02 20:24:20
测试工具选型避坑指南:低代...
每年都有大量"测试工具排行榜"流传,但真正让团队踩坑的,往往不是工...
2026-08-02 20:24:17

热门资讯

原创 狂... 英伟达正式官宣与 Safe Superintelligence(SSI)达成长期战略合作,总投资规模...
原创 人... 追求长生不死这件事,从来就没有停过。 中国的历代帝王、西方的王公贵族,谁不想多活几年?他们请了一批又...
传音TECNO预告全新无边框概... 【太平洋科技快讯】据 IT 之家报道,传音旗下 TECNO 近日在官方社媒宣布,一款全新无边框概念手...
“拉索”首次“看清”黑洞如何产... 黑洞如何把粒子加速到宇宙最高能量?最新研究给出了答案。记者31日从中国科学院高能物理研究所获悉,国家...
原创 中... 中国的卫星规模增长很快,从2024年的大约600颗活跃卫星,涨到了2026年的一千颗以上,主要靠国网...
北京小程序开发设计应用梳理:场... 北京小程序开发设计在实际落地中,通常需要结合具体业务场景考虑功能边界、系统兼容性与后期维护成本。无论...
实探ChinaJoy:消费端丰... 8月1日,第23届中国国际数码互动娱乐展览会(以下简称“ChinaJoy”)步入活动第二日,上海新国...
原创 时... 时速近9000公里。这就是一块报废的SpaceX火箭残骸将于下周三撞击月球时的速度。全球行星科学家数...
西安光机所在无标记三维显微成像... 本报讯(记者 关颖)近日,中国科学院西安光机所瞬态光学研究室姚保利研究员团队在无标记三维显微成像领域...
原创 刚... 这次,梁圣和他的DeepSeek立功了! 智能纪元AGI 8月1日消息,就在刚刚,特斯拉CEO、Sp...