Изследователи от Тексаския университет в Далас са създали мощни еднополюсни електрохимични мускули.
Повече от 15 години изследователи отТексаският университет в Далас и техните колеги в САЩ, Австралия, Южна Корея и Китай са направили изкуствени мускули чрез усукване и навиване на въглеродни нанотръби или полимерни нишки. Когато температурите се променят, тези мускули работят, свивайки дължината си при нагряване и връщайки се към първоначалната си дължина при охлаждане. Те обаче имат своите ограничения.
Електрохимично контролирани мускули от въглеродни влакнаНанотръбите (CNT) са алтернативен подход за създаване на бързи, мощни, изкуствени мускули, които могат да се използват в роботиката и други области.
Особено електрохимично контролирани мускулиса обещаващи, тъй като тяхната ефективност на преобразуване на енергия не е ограничена от термодинамичната граница: те могат да се свиват по-силно и също така да издържат на големи натоварвания, без да консумират много енергия.
Но има ограничения за електрохимичнитеCNT мускули. Първо, мускулното възбуждане е биполярно, което означава, че мускулното движение, разширяване или свиване променя посоката по време на потенциално сканиране. Потенциалът, при който ходът променя посоката, е потенциалът на нулевия заряд, а скоростта, при която потенциалът се променя във времето, е потенциалната скорост на сканиране.
Друг въпрос: този електролит е стабилен само в определен диапазон на напрежението. Извън този диапазон електролитът се разрушава.
За да решат тези проблеми, изследователитеустановиха, че вътрешните повърхности на спирални нишки от въглеродни нанотръби могат да бъдат покрити със специфичен йон-проводим полимер, който съдържа положително или отрицателно заредени химически групи.
Това полимерно покритие превръща биполярновъзбуждане на въглеродни нанотръбни нишки в униполярно възбуждане, където мускулът действа в една посока през целия диапазон на електролитна стабилност. Броят на молекулите на разтворителя, изпомпани в мускула от всеки йон, се увеличава с увеличаване на потенциалната скорост на сканиране за някои еднополюсни мускули, което увеличава ефективния размер на йоните.
По този начин движението на мускулите може да се увеличи с 3,8пъти с увеличаване на потенциалната скорост на сканиране, докато движението на мускулите от въглеродна нанотръба без полимерно покритие намалява 4,2 пъти при същите промени в потенциалната скорост на сканиране.
Прочетете още:
Откриха нов вид черна дупка, която не се вписва в теорията на относителността
Аборт и наука: какво ще се случи с децата, които ще раждат
Учените са разработили заместител на теорията на относителността. Каква е същността на „теорията на всичко“?