или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

Новые искусственные мышцы могут заменить традиционные двигатели для роботов

schedule 30.11.2012 в 14:36 link University of texas at Dallas
​Новые искусственные мышцы из нанотехнологической пряжи, переплетенные с парафином, могут поднять вес более чем 100.000 раз тяжелее собственного их веса и генерировать в 85 раз больше механической энергии, чем такого же размера природные мышцы, по словам ученых в Университете Техаса в Далласе (The University of Texas at Dallas) и их международной группы специалистов из Австралии, Китая, Южной Кореи, Канада и Бразилии.

Искусственные мышцы состоят из углеродных нанотрубок, которые являются бесшовными. Их цилиндры сделаны из того же типа слоев графита, которые можно найти в ядре обычных карандашей. Индивидуальные нанотрубки могут быть в 10000 раз меньше, чем диаметр человеческого волоса и могут быть в 100 раз прочнее стали.



"Искусственные мышцы, которые мы разработали, могут обеспечить большие, сверхбыстрые сокращения для поднимания тяжести, которые в 200 раз эффективней, чем это возможно для естественных мышц такого же размера", -  говорят доктор Рэй Боман (Ray Baughman), руководитель группы, Роберт А. Велш (Robert A. Welch) профессор химии и директор института нанотехнологий UT Dallas Alan G. MacDiarmid. - "Хотя мы рады, что сейчас есть уже возможность применять нанопряжу на практике, но искусственные мышцы в настоящее время пока непригодны для прямой замены мышц в человеческом теле."

Описанные в исследовании, новые искусственные мышцы состоят из объема парафина для свечей, крученой пряжи и углеродных нанотрубок. Нагретый воск, заполняемый пряжу, приводит к тому, что трубка расширяется, объем пряжи увеличивается, а длина нити стягивается.

Сочетание нитей с увеличением объема пряжи снижает возможности спиральной структуры скручивания.

Сокращение мышц также считается приведением в действие и может быть сверхбыстрым, происходящим в 25-тысячных долей секунды. Для активации и отмены срабатывания исследователи продемонстрировали сократительную плотность мощности 4,2 кВт / кг, что в четыре раза больше мощности веса общих двигателей внутреннего сгорания.

Для достижения этих результатов, углеродные нанотрубки были чрезвычайно скручены для производства намотки из резиновой ленты из эластичной модели самолета.

Поскольку мышцы пряжи могут быть скручены между собой и могут быть сшитые, плетеные и завязанные, они в конечном итоге могут быть развернуты в различных интеллектуальных материалах и текстильных изделиях с автономным питанием. Например, изменения температуры окружающей среды или наличие химических веществ могут изменить структуру. Такое приведение может изменить текстильную пористость и обеспечить тепловой комфорт и химическую защиту. Такие мышцы также могут быть использованы для регулирования потока клапана в ответ на обнаруженные химические вещества, или настроить глухое отверстие в ответ на температуру окружающей среды.

Это исследование было проведено в основном под финансированием Управления военно-воздушных сил и научных исследований, при дополнительном финансировании из Управления военно-морских исследований, фонда Роберта А. Велша, Творческого центра исследовательской инициативы по био-искусственным мышцам, программы сотрудничества Кореи и США, Австралийского исследовательского совета и Научно-исследовательского совета Канады.

Комментарии: