Искусственные мышцы из углеродных нанотрубок: их будут применять в биомедицине и робототехнике

Инсайт форум  познаний служит для обсуждения проблем экологии, науки, здоровья, питания, кулинарии.

Специалисты Техасского Университета создали мощные искусственные мышцы из униполярных углеродных трубок. Они сделаны из  углеродных нанотрубок и покрыты 4-стиролсульфонатом натрия. Внешний диаметр чуть больше диаметра человеческого волоса. Новые технологии позволили сформировать уникальный аналог мощных мускулов, которые найдут свое применение в робототехнике, в биомедицине и во многих других отраслях.

 

 

Изобретение искусственных мышц не является ноу-хау. Впервые они были созданы еще 15 лет назад. При тепловом воздействии эти мышцs активизируются, и возвращаются к исходной длине при охлаждении. Но тепловой привод дает ограничения по использованию таких конструкций. Новые технологии позволили создать искусственные мышцы с электрохимическим приводом. По словам научного сотрудника Рэя Боумана, такой подход более эффективен и он дает массу преимуществ новому продукту. 

Искусственные мышцы могут совершать значительные сокращательные движения, поддерживать тяжелые нагрузки, не потребляя при этом большого количества тепла. В отличие от искусственных, мышцам человека требуется огромный объем входной энергии для поддержки тяжелых нагрузок, даже если они не заняты в механической работе. Искусственные мышцы могут приводиться в движение за счет приложения напряжения между мышцей и противоэлектродом, которое перемещает ионы из окружающего электролита в мышцу.

Чтобы увеличить потенциал применения разработки, ученые решили исследовать внутренние поверхности спиральных нитей углеродных нанотрубок. Они пришли к выводу, что их можно покрыть подходящим ионопроводящим полимером, который содержит положительно или отрицательно заряженные химические группы. Такое покрытие преобразует нормальное биополярное срабатывание нитей углеродных нанотрубок в униполярное. При этом мышца действуют в одном направлении во всем диапазоне стабильности электролита, а работа мышцы становится быстрее и мощнее.

Последнее


ТОП недели


No Internet Connection