המהפכה הנוזלית

חוקרים בפקולטה להנדסת מכונות פיתחו חומר חדש הצפוי לחולל מהפכה בשורה של יישומיים ובהם קצירת אנרגיה, אחסונה והובלתה וכן קירור ומשאבות חום. המאמר פורסם בכתב העת Materials Today Physics.

החומר האמור, שפותח על ידי פרופ’ אמיר גת והדוקטורנט עזרא בן-עבו, הוא מטא-נוזל מכני.

מטא-חומרים הם חומרים ייחודיים המפגינים תכונות שאינן קיימות בטבע ומכאן העניין בהם. אלה מבנים מלאכותיים המורכבים מיחידות בסיס המסודרות באופן מחזורי ומגיבות בדרכים מגוונות לעומס מכני, מה שמקנה להן התנהגויות מיוחדות ברמת המאקרו – התנהגויות שונות מאלה של חומרים סטנדרטיים. חומרים אלה מאפשרים לשלוט בשדות אופטיים, אקוסטיים ותרמיים באופן חסר תקדים.

רוב החומרים האלה הם מבנים מוצקים, והחידוש של חוקרי הטכניון הוא ביצירת מטא-חומר נוזלי. אף שנוזלים מסוג זה כבר פותחו בעבר, הם מוגבלים מאוד בביצועיהם. הטכנולוגיה שפיתחו חוקרי הטכניון מאפשרת להם לשלוט בהתנהגותם של נוזלים אלה באמצעות שדות מגנטיים המשתנים בזמן. כך ניתן לשלוט באופן דינמי במהירות הזרימה של הנוזל – תגלית יישומית הרלוונטית להיבטים שונים בעולם האנרגיה.

השליטה בנוזל הושגה באמצעות קפסולות מגנטיות זעירות הנתונות בתוך הנוזל. קפסולות אלה מכילות גז ומגיבות לשדות המגנטיים המשתנים המופעלים עליהן.

החוקרים פיתחו אב-טיפוס המדגים את ישימותו של המודל שלהם, המאפשר לשלוט בתנועת הזורם ובדחיסתו. לדברי פרופ’ גת, “באמצעות הטכנולוגיה שפיתחנו אפשר יהיה למנף מטא-נוזלים לטובת יישומים רבים הכוללים תנועה, דחיסה והרחבה של יחידות היסוד שלהם. טכנולוגיה זו הופכת את מחקר המטא-נוזלים מרעיון תיאורטי ליישום הנדסי ממשי, עם פוטנציאל טכנולוגי נרחב בתחומים קריטיים כגון מערכות קירור, משאבות חום, קצירת אנרגיה, אגירת אנרגיה והובלת אנרגיה.”

למאמר: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542529325002834