Pumpen ohne bewegliche Teile

News: Pumpen ohne bewegliche Teile

Eine neue Art von Pumpe nutzt den magnetohydrodynamischen Effekt, um leitfähige Flüssigkeiten zu transportieren, ohne daß irgendwelche beweglichen Bauteile benötigt werden. Mit leichten Modifikationen arbeitet die Pumpe auch als Sensor oder elektrischer Schalter.

Professor Wanjung Wang von der Louisiana State University hat das altbekannte Prinzip des magnetohydrodynamischen Effektes genutzt, um elektrisch leitfähige Flüssigkeiten durch dünne Kapillaren zu pumpen. Sein Apparat besteht aus einem rechteckigen Kanal, dessen beide Seitenwände aus einem leitenden Material bestehen, wohingegen die Ober- und Unterseite aus einem Isolator hergestellt sind, der mit einem Dauermagneten überzogen ist. Wenn die elektrischen Leiter von Strom durchflossen werden, zwingt die Lorentzkraft die Flüssigkeit in dem Kanal zum Fließen. Das Prinzip ist also wie bei einem Elektromotor.

Da sehr viele Flüssigkeiten in der Biologie und Chemie elektrisch leitfähig sind, glaubt Wang, daß seine Pumpe in Medizin und Biotechnologie vielfältige Anwendungszwecke finden wird. Flüssigkeiten mit geringen Leitwerten könnten nach seinen Vorstellungen mit geeigneten "Trägerflüssigkeiten" gemischt werden.

Die großen Vorteile der Pumpe liegen darin, daß sie keine beweglichen Teile enthält, die aufgrund von mechanischer Übermüdung Fehler verursachen können. Der Kanal wird auch nicht so leicht verstopft, und die Gefahr, daß empfindliche Moleküle beschädigt werden, ist gering. Schließlich sind die Herstellungskosten der Apparate niedrig. Um größere Volumina zu transportieren, werden einfach mehrere Einheiten zu einem Bündel zusammengefaßt.

In Bereichen, in denen sowieso schon Flüssigkeiten fließen, kann die Pumpe auch als Sensor fungieren.

Auch für rein technische Anwendungen hat die Pumpe ihre Vorteile. Wird Quecksilber durch den Kanal gepumpt, das dann die Lücke zwischen zwei Elektroden schließt, arbeitet sie als elektrischer Schalter. Im Gegensatz zu ihren mechanischen Verwandten gibt es beim Schließen des Kontaktes keine kleinen Funken, die auf Dauer den Schalter schädigen, und der Kontakt ist wegen der Verbindung durch ein flüssiges Metall geradezu perfekt. Im Unterschied zu Transistoren kann Wangs Schalter auch große Ströme aushalten. Weiterhin tritt keine starke Erhitzung auf, die viel Energie vergeudet, wie das bei Relais der Fall ist.

Zum Ansteuern des Schalters sind kleine Ströme ausreichend, wie sie zum Beispiel von einem Computer oder dem Sensorteil der Pumpe stammen können.

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