И тем не менее, исследователи из этой компании все-таки создали двигатель с рабочим объемом всего в 0,34 кубических микрометра. Двигатели меньших размеров вряд ли существуют в мире. Инженеры отмечают, что сложность организации и принцип эффективности теплового двигателя исходят из того, что эта установка не может быть маленькой в принципе, и все-таки она ей стала.

Петер Стеенекен из NXP Semiconductors, говорит, что в новом микро-двигателе вместо топлива, используемого для генерации тепла, используется электричество, которое также может его генерировать. А сам двигатель его уже преобразует в механическую энергию.

Базовая часть микро-двигателя - это твердый кристалл кремния, имеющий ответвления с двух сторон. Когда переменный ток мощностью в 1,2 миллиампера подается на одно ответвление, то из-за естественного физического сопротивления материала, тот начинает разогреваться и происходит так называемая терминальная экспансия. В результате переменной среды электрического тока, сопротивление материала то растет, то снижается.

В итоге получается пьезорезистивный эффект, провоцирующий то нагрев материала, то его охлаждение. Данный эффект заставляет весь кремниевый кристалл пропускать электрические колебания на частоте 1,3 МГц, меняя температуру более миллиона раз в секунду.

"Ключ инновации в том, что мы здесь впервые использовали в полезном русле эффект разогрева кремния от электрического тока. Это позволило сделать нам из него рабочий инструмент", - говорит Стеенекен. По словам специалиста, используя современные литографические методы, кремниевую основу можно сделать любой формы и размера, что в теории позволяет создать еще меньших размеров.

В компании говорят, что помимо инженерной инновации, здесь впервые научились находить применение разогреву кремния под напряжением. До сих пор все работающие кремниевые микросхемы грелись и это тепло рассматривалось как бесполезных побочный эффект.

В случае с данным опытом исследователи применили подлодку шириной 280-нм, причем выходная мощность двигателя получилась в пределах 1 милливатта, а это, учитывая размеры установка, неплохой КПД. Вместе с тем, создать на базе этой же конструкции большие тепловые двигатели не получится, так как здесь придется увеличивать и напряжение тока, причем напряжение придется увеличить так, что подложка просто сгорит. Теоретически возможно создать такой двигатель, заменив кремний на какой-либо сверхпрочный сплав, обладающий колоссальной температурной устойчивостью и электропроводностью.

Если бы двигатель, подобный созданному, все же удалось создать в большом объеме, например с рабочим объемов в 2 литра, как у современных машин, то его эффективность была бы в 1000 раз выше, чем у автомобильного бензинового двигателя.