Elektrostatika është studimi i fenomeneve që lidhen me trupa të ngarkuar në prehje. Siç përshkruhet nga ligji i Kulombit, trupa të tillë aplikojnë forca mbi njëri tjetrin. Sjellja e tyre mund të analizohet nëpërmjet koncepteve të fushës elektrike që rrethon çdo trup
të ngarkuar, e tillë që çdo trup i ngarkuar i vendosur në këtë fushë është subjekt i nje force në madhësi të drejtëpërdrejtë me madhësinë e ngarkesës dhe madhësinë e vlerës së fushës magnetike në atë pozicion. Nëqoftëse forca është tërheqëse apo shtytëse kjo varet nga polariteti i ngarkesës.
Elektrostatika ka aplikime të shumta, që variojnë që nga analiza e fenomeneve si vetëtimat deri tek ndërtimi i motorave , siç është për shembull motori elektrostatik.
Laseri që punon në temperaturë ambienti mund të jetë një hap i rëndësishëm përpara drejt qarqeve kompjuterike që për të transferuar të dhëna përdorin dritën në vend të elektricitetit, thonë kërkuesit.
“Ky është zbulim i rëndësishëm, nga të më të rëndësishmit në këtë fushë” thotë Eli Yablonovitch, profesor në Universitetin e Kalifornisë. Ai thotë “Do reduktojë ndjeshëm koston e komunikimeve dhe do prodhohen qarqe më të shpejtë.”
Edhe pse procesorët fuqizohen më shumë, ata po përballen me një barrierë komunikimi: transferimi i të dhënave ndërmjet pjesëve të ndryshme të qarkut vonohet shumë. Nevojiten gjithashtu lidhje të shpejta për t’i dërguar të dhënat në memorie. Lidhjet standarde të bakrit po dalin jopraktike sepse ato konsumojnë shumë energji për të transferuar të dhëna në nivele të larta që nevojiten në qarqet e brezave të ardhshëm. Bakri prodhon edhe nxehtësi të madhe, dhe kjo imponon kufizime në pajisje, sepse inxhinierët duhet të gjejnë mënyra për të ftohur nxehtësinë..
Transferimi i të dhënave me laser, duke përqendruar dritën në një rreze të ngushtë e të fuqishme mund të jetë një alternativë më e lirë dhe më efeciente në energji. Ideja njihet si kompjutimi fotonik dhe është shndërruar në një nga fushat më të nxehta të kërkimit mbi kompjuterët.
“Laseri është fizikë tërësisht e re,” thotë Lionel Kimerling, profesor në MIT, grupi i të cilit zhvilloi laserin me germanium.
Edhe pse laserët janë atraktivë, materialet që përdoren tek ta (si arsenid galiumi) mund të jenë të vështirë për t’i integruar në qarqe.
Kjo ka sjellë lindjen e “laserëve të jashtëm” thotë Yablonovitch. Laserët duhen ndërtuar të ndarë dhe të integrohen në qarqe, në vend të ndërtimit të tyre direkt në të njëjtin silikon që mban qarqet e procesorit. Kjo redukton eficiencën dhe rrit koston.
Laseri me germanium e zgjidh këtë problem, sepse ai mund të ndërtohet bashkë me procesorin, duke përdorur një proces të ngjashëm me ndërtimin e procesorit dhe në të njëjtën fabrikë.
“Do duhen disa vite për të mësuar si të integrohen këto tip laserësh në një proces standard përpunimi silikoni”, thotë Yablonovitch. “Por tani e dimë se mund të kemi qarqe komunikimi silikoni me laserë të integruar.”
Kërkuesit e MIT besojnë se laserët me germanium mund të përdoren jo vetëm për komunikime, por edhe për elementet logjikë të qarqeve, duke ndihmuar në ndërtimin e kompjuterëve që kryejnë llogaritje duke përdorur dritën në vend të elektricitetit.
Por Yablonovitch thotë se ka pak gjasa që drita do zëvendësojë elektricitetin tërësisht. “Mendoj se do përdorim dritën bashkë me qarqet logjikë elektronikë” thotë ai. “Drita lejon komunikimet e brendshme të operojmë me më shumë eficiencë, por elementet logjike në vetvete ka shumë gjasa të vazhdojnë të përdorin elektricitetin”.
Sistemi për desalinizim të ujit të detit, i ndërtuar me membrana të krijuara nga nanotubat karbonike, ka potencial të zvogëlon çmimin e desalinizimit të ujit. Kjo teknologji premton t'i përmbush nevojat për ujë në SHBA si dhe në mbarë botën. Membranat e zhvilluara në Lawrence Livermore National Laboratory, e ulin çmimin e desalinizimit për 75%, në krahasim me metodat e sotme të "osmozës së kthyer mbrapa". Membranat kanë aftësi t'i filtrojnë molekulat përnga madhësia duke përdorur fuqitë elektrostatike.
Mendohet se këto membrana mund të kenë aplikim edhe në kapjen e dioksidit të karbonit nga lënda e djegur gjatë prodhimit të elektricitetit.
Nanotubat karbonike të përdorura për këtë eksperiment janë të shtruara aq afër sa që vetëm shtatë molekula të ujit mund të kalojnë nëpër diametrin e tyre. Rrjedhja e ujit nëpër këto hapësira bëhet me shpejtësi të njejtë sikur në poret më të mëdha, gjë që e ul shpenzimin energjetik për t'a shtyrë ujin.
Duhet cekur se vlerësimet "klasike" pohojnë se rrjedhja e ujit ngadalësohet me zvogëlimin e poreve, por realiteti tregoi se kjo nuk ndodh në praktikë.
Pse kjo ndodh ende nuk dihet. Një spjegim është se ka të bëjë me fiziken në nivel molekular, për të cilen ende nuk dihet aq shumë, ose ndoshta sipërfaqja e lëmuar e brendësisë së nanotubave.
Për t'i prodhuar membranat, hulumtuesit kanë përdorur pllaka të silikonit të mbuluar me katalizues metalik në formë të nanogrimcave. Kjo lejon kultivimin e nanotubave sikur bari të cilat janë të paketuara shumë afër. Pas kultivimit, hapësirat mes nanotubave mbushen me material keramik të njohur si silikon nitridi që e stabilizon strukturën dhe e përforëcon për pllaken e silikonit.
Pritet se këto membrana të lëshohen në treg brenda 5 deri më 10 viteve. Qëllimi i tanishem është ngritja e prodhimit për të mundësuar prodhim masiv të membranave në nevoja të desalinizimit ose ndarjes së gazërave.Një motor elektrostatike është një makinë elektrike që konverton fushat elektrike duke përdorur energji elektrike në punë mekanike. Në motorët elektrostatike, forca e ushtruar nga një fushë elektrike me një akuzë është konvertuar në një lëvizje.
Një motor elektrik është një motor që përdor energji elektrike për të prodhuar energji mekanike, zakonisht përmes bashkëveprimit të fushës magnetike dhe përçuesve elektrik. Procesi i kundërt, duke prodhuar energji elektrike nga energjia mekanike, është kryer nga një gjenerator ose dinamo. Motor fërkimi që përdoren në automjetet shpesh kryejnë të dy detyrat. Motore elektrike mund të kandidojë si gjeneratorë dhe anasjelltas, edhe pse kjo nuk është gjithmonë praktike.
Motorët elektrike janë kudo, duke u gjetur në aplikime të ndryshme si turbina industriale, pompa, mjetet e makinës, pajisje shtëpiake, mjete pune, dhe disk drives. Ata mund të vihen në punë nga rrymë e vazhdueshme (për shembull njëbateri mundësuar pajisjen portative ose automjeteve motorike), ose nga rryma alternative nga një rrjetit qendror i shpërndarjes elektrike. Motorë të vegjël mund të gjenden në orë dore elektrike. Motorë me madhësi të përmasave mesatare dhe karakteristika shumë të standardizuar sigurojnë energji mekanik të përshtatshme për përdorime industriale. Motorë elektrikë shumë më të mëdha janë përdorur për lëvizje e anijeve të mëdha, dhe për qëllime të tilla si kompresorë të naftësjellësëve, me fuqi në miliona Watt. Motorë elektrikë mund të klasifikohet nga burimi i energjisë elektrike, me ndërtimin e tyre të brendshme, dhe me zbatimin e tyre.
Parimi fizike të prodhimit të forcës mekanike nga bashkëveprimet e një korrenti elektrik dhe një fushë magnetike ishte i njohur që në fillim të 1821. Motorët elektrikë me efikasitetin të rritur janë ndërtuar gjatë shekullit të 19-të, por shfrytëzimi komercial i motorëve elektrikë në një shkallë të madhe kërkonte gjeneratorë efikase elektrike dhe rrjetet të shpërndarjes elektrike.
Ne kohet e hershme, motori elektrik i referohej një hekurudhë lokomotivë elektrike, në vend se një motori elektrik.
