Klasický elektromotor si většina lidí spojí s magnety, mědí a kovovými částmi. Právě magnetické pole stálo více než sto let za většinou konstrukcí, které rozhýbaly ventilátory, čerpadla, domácí spotřebiče i moderní elektromobily. Elektrostatické síly se sice ve fyzice znají dávno, jenže pro praktický motor se dlouho považovaly za příliš slabé.

Výzkum z Institute of Science Tokyo tuto starou představu zajímavě narušuje. Tatsuhiro Tsukamoto a Suzushi Nishimura popsali v časopise Communications Engineering motor, který pracuje s takzvanou příčnou elektrostatickou silou. Nejde o klasické přitahování opačných nábojů. Síla zde působí bokem, kolmo k přiloženému elektrickému poli, a v běžných materiálech je tak malá, že se pro techniku prakticky nehodila.

Rozdíl nastal u ferroelektrických kapalin, přesněji u ferroelektrických nematických kapalných krystalů. Ty mají spontánní polarizaci, takže se jejich molekuly dokážou v elektrickém poli uspořádat mnohem výrazněji než u běžných kapalin. V experimentu vědci vložili kapalinu mezi elektrody vzdálené 2,5 milimetru. Při elektrickém poli 28 voltů na milimetr vystoupila kapalina o více než 80 milimetrů. To už není drobný laboratorní efekt na hranici měřitelnosti, ale pohyb viditelný pouhým okem.

Plastový rotor, který se opravdu roztočil

Nejzajímavější částí práce není jen samotný pohyb kapaliny, ale pokus převést tento princip do motoru. Tým navrhl prototyp ferroelektrického motoru, který nepotřeboval magnety ani kovový rotor. Rotor mohl být vyroben z pryskyřice. Suzushi Nishimura k tomu uvedl, že představa rotoru bez kovu působila zpočátku těžko uvěřitelně. Když ale tým důvěřoval datům a vyrobil rotor celý z plastu, skutečně se roztočil.

To samozřejmě neznamená, že z laboratoře zítra zmizí běžné elektromotory. Současný výzkum je hlavně důkazem principu. Přesto má velký význam. Ukazuje, že elektrostatická aktuace nemusí být odkázaná jen na vysoká napětí a slabé síly. Autoři studie uvádějí, že v jejich materiálu vznikl příčný Maxwellův stres přesahující 1000 newtonů na metr čtvereční. Právě tato hodnota vysvětluje, proč se efekt najednou dostává z teorie do oblasti použitelných strojních pohybů.