液态肥皂膜产生电力

我们观察到，当旋转的液态肥皂膜置于两个非接触电极之间且具有足够大的电势差时，会产生电力。在我们的实验中，悬浮液膜（水 + 肥皂膜）形成于圆形框架表面，该框架由电机迫使在 $x-y$ 水平面内旋转。该系统位于两个电容器状垂直板的中心，以在 $x-$ 方向施加外部电压差。产生的电流使用在 $y-$ 方向分离的两个导电电极从液膜中收集。我们此前曾报道，当电流通过时，外电场中的液膜会旋转，称之为液膜电机 (LFM)。在本文中，我们报道了一种新技术，其中类似的装置可用作发电机，将旋转机械能转换为电能。液膜发电机 (LFEG) 与 LFM 形成鲜明对比，两者均可设计为微米级等极小尺度，具有不同的应用。尽管该装置可与商用电动机或发电机相媲美，但其工作原理存在显著差异。通常在电动机或发电机中，磁场产生驱动力，而在 LFM 或 LFEG 中，库仑力是驱动力。这一事实从生物科学角度来看也很有趣，并与生物电机具有相似性。在此，我们首次通过实验研究了此类发电机的电气特性，并用支配电对流的方程对该现象进行了建模。使用电荷 - 电势关系的局部近似进行了数值模拟，结果与实验定性一致。