Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ντάλας δημιούργησαν ισχυρούς μονοπολικούς ηλεκτροχημικούς μύες.
Για περισσότερα από 15 χρόνια, ερευνητές απόΤο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ντάλας και οι ομόλογοι τους στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Αυστραλία, τη Νότια Κορέα και την Κίνα έκαναν τεχνητούς μύες με στρίψιμο και περιέλιξη νανοσωλήνων άνθρακα ή πολυμερών κλώνων. Όταν αλλάζουν οι θερμοκρασίες, αυτοί οι μύες λειτουργούν, συστέλλονται το μήκος τους όταν θερμαίνονται και επιστρέφουν στο αρχικό τους μήκος κατά την ψύξη. Ωστόσο, έχουν τους περιορισμούς τους.
Ηλεκτροχημικά ελεγχόμενοι μύες από ίνες άνθρακαΟι νανοσωλήνες (CNT) είναι μια εναλλακτική προσέγγιση για τη δημιουργία γρήγορων, ισχυρών, τεχνητών μυών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη ρομποτική και σε άλλους τομείς.
Ηλεκτροχημικά ελεγχόμενοι μύες ειδικάείναι πολλά υποσχόμενα επειδή η απόδοση μετατροπής ενέργειας τους δεν περιορίζεται από το θερμοδυναμικό όριο: μπορούν να συστέλλονται πιο δυνατά και επίσης να αντέξουν βαριά φορτία χωρίς να καταναλώνουν πολλή ενέργεια.
Υπάρχουν όμως περιορισμοί για τα ηλεκτροχημικάΜύες CNT. Πρώτον, η μυϊκή διέγερση είναι διπολική, που σημαίνει ότι η κίνηση, η διαστολή ή η συστολή των μυών αλλάζει κατεύθυνση κατά τη διάρκεια μιας πιθανής σάρωσης. Το δυναμικό στο οποίο η διαδρομή αλλάζει κατεύθυνση είναι το δυναμικό μηδενικής φόρτισης και ο ρυθμός με τον οποίο το δυναμικό αλλάζει με την πάροδο του χρόνου είναι η πιθανή ταχύτητα σάρωσης.
Μια άλλη ερώτηση: αυτός ο ηλεκτρολύτης είναι σταθερός μόνο σε ένα συγκεκριμένο εύρος τάσης. Εκτός αυτού του εύρους, ο ηλεκτρολύτης καταστρέφεται.
Για την επίλυση αυτών των προβλημάτων, οι ερευνητέςδιαπιστώθηκε ότι οι εσωτερικές επιφάνειες των σπειροειδών κλώνων νανοσωλήνων άνθρακα μπορούν να επικαλυφθούν με ένα συγκεκριμένο ιοντοαγώγιμο πολυμερές που περιέχει είτε θετικά είτε αρνητικά φορτισμένες χημικές ομάδες.
Αυτή η επίστρωση πολυμερούς μετατρέπει τη διπολικήδιέγερση κλώνων νανοσωλήνων άνθρακα σε μονοπολική διέγερση, όπου ο μυς δρα προς μία κατεύθυνση σε όλο το εύρος της σταθερότητας των ηλεκτρολυτών. Ο αριθμός των μορίων του διαλύτη που αντλούνται στον μυ από κάθε ιόν αυξάνεται με την αύξηση της δυνητικής ταχύτητας σάρωσης για ορισμένους μονοπολικούς μύες, γεγονός που αυξάνει το αποτελεσματικό μέγεθος των ιόντων.
Έτσι, το μυϊκό ταξίδι μπορεί να αυξηθεί κατά 3,8φορές με αύξηση της πιθανής ταχύτητας σάρωσης, ενώ η μυϊκή κίνηση από νανοσωλήνα άνθρακα χωρίς επικάλυψη πολυμερούς μειώνεται 4,2 φορές με τις ίδιες αλλαγές στην πιθανή ταχύτητα σάρωσης.
Διαβάστε περισσότερα:
Βρήκα ένα νέο είδος μαύρης τρύπας που δεν ταιριάζει στη θεωρία της σχετικότητας
Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν
Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια αντικατάσταση για τη θεωρία της σχετικότητας. Ποια είναι η ουσία της «θεωρίας των πάντων»;