[发明专利]纳米分子固态电力推动器

权利要求书

1.一种操作用于推进气体的装置，包括：

布置在堆叠内的至少第一层和第二层，以及用于加热和/或冷却第一层和第二层以形成热层和冷层的器件，其中所述冷层具有比所述热层更低的温度；和，

位于所述堆叠内的至少一个通孔；

其中：

每个热层的表面暴露在所述通孔的内部；并且

每个冷层的表面暴露在所述通孔的所述内部；

并且其中：

所述通孔的整体长度最高可达到所述装置浸入于其中的气体的平均自由程的10倍，和/或不大于1500nm。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用于加热和冷却第一层和第二层的器件为珀尔贴器件或场增强热电子发射器件。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述珀尔贴器件或场增强热电子发射器件布置在所述第一层和第二层之间。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热层由电阻加热器、化学反应和/或辐射中的一种或多种方式来加热。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通孔具有从堆叠的上部面到下部面逐渐变大的横截面积；所述通孔内部的每个冷层的暴露表面基本上平行于所述通孔的中心轴；所述通孔内部的每个热层的暴露表面基本上垂直于所述通孔的中心轴。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个热层具有在第一方向中朝向里的倒角，每个热层的倒角和通孔的中心轴之间的角为θ₂；

每个冷层具有在与第一方向相反的第二方向中朝向里的倒角，每个冷层的倒角和通孔的中心轴之间的角为θ₁；并且

θ₁与θ₂之和为85°到95°。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，θ₂为70到85°。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，每个热层具有厚度t_h，每个冷层具有厚度t_c，并且t_h与t_c之比基本上等于θ₂的余切与θ₁的余切之比。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，t_c大于t_h。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在热层和冷层之间布置有间隙。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述间隙包括衬垫元件。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述衬垫元件包括压电材料。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通孔沿其整体长度具有一致的尺寸。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述通孔具有圆形、狭缝形或蜂窝形的横截面形状。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置在每平方厘米上具有至少十个通孔，和/或装置在每平方厘米上的所有通孔的总周长为至少两厘米。

16.一种包括一系列根据权利要求1所述的装置的装置，其特征在于，所述系列布置为使得热层和冷层形成了热层和冷层的交替堆叠，每个热层比直接相邻的冷层更热，每个冷层比直接相邻的热层更冷，以及至少一个通孔对齐地穿过堆叠。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述系列的各元件的通孔的直径从堆叠的上部面到下部面逐渐不同。

18.一种使用根据权利求1所述的装置的方法，包括：将装置暴露在处于环境温度和压力下的气体中，并且激活用于加热和/或冷却交替层的器件，以形成交替的热层和冷层，从而推动气体穿过通孔。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，每个热层比气体的环境温度更热，并且每个冷层比气体的环境温度更冷。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所有热层和冷层的平均温度与气体的环境温度基本上相同。

21.一种制造根据权利要求1所述的装置的方法，包括：

对根据权利要求1所述的装置进行模拟，所述装置具有特定选择的起始几何形状布置的通孔和层，所述模拟包括初始化在被模拟装置周围的具有随机初始位置和动量的模拟气体粒子组，使用已知的物理定律从初始位置和动量中计算这些粒子在一小段时间间隔之后的位置和动量，通过选定次数的迭代来重复计算，并且通过所述模拟来分析气体粒子的位置和动量，

在所限定的搜索空间内修正器件的几何形状布置，并且通过选定数量的迭代进行另一模拟，

确定与所述起始几何形状相比能更有效地推进气体粒子通过所模拟的装置的几何形状布置；

制造具有所确定的几何形状布置的装置。