Elettronica per un dimostratore di vento ionico

È possibile generare un flusso d’aria senza usare parti meccaniche in movimento accelerando dapprima degli ioni che, nella loro corsa fra due elettrodi con elevata differenza di potenziale, cedono energia agli elementi che costituiscono l’aria. Questa viene così spinta e continua il proprio movimento oltre l’elettrodo dove vengono catturati gli ioni, generando un flusso detto appunto ‘vento ionico’.

Il fenomeno, ben noto alla fisica, è tornato alla ribalta in diversi laboratori di ricerca dove lo si vuole mettere a punto in modo da applicarlo in particolare nel campo della microelettronica, per raffreddare circuiti: versioni miniaturizzate di questa “pompa di aria ionica” verrebbero integrate nei chip stessi.

Tre studenti SUPSI si sono appassionati a questa tecnologia e hanno realizzato un primo prototipo dimostrativo del fenomeno attraendo fra l’altro l’interesse e il supporto di un’azienda. L’oggetto esposto è la versione rivista del loro progetto.

Il dimostratore dà la possibilità di cambiare la velocità e di invertire la direzione del flusso d’aria polarizzando una griglia o l’altra rispetto all’emettitore centrale di ioni (aghi). Il circuito elettronico del sistema genera la differenza di potenziale, maggiore di 20 kV DC, necessaria al processo di ionizzazione. Esso è costituito principalmente da un ondulatore, un trasformatore ed uno stadio moltiplicatore-raddrizzatore di tensione. L’utente attiva il dimostratore dall’esterno della bacheca attraverso dei sensori capacitivi realizzati dimostrativamente su semplici PCB. Un componente CPLD legge i sensori, genera i segnali necessari al moltiplicatore e predispone la polarizzazione delle griglie.

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