Investigadores de la Universidad de Texas en Dallas han creado potentes músculos electroquímicos unipolares.
Durante más de 15 años, investigadores deLa Universidad de Texas en Dallas y sus colegas en Estados Unidos, Australia, Corea del Sur y China han creado músculos artificiales retorciendo y enrollando nanotubos de carbono o hebras de polímero. Cuando las temperaturas cambian, estos músculos trabajan, contrayendo su longitud cuando se calientan y volviendo a su longitud original cuando se enfrían. Sin embargo, tienen sus limitaciones.
Músculos de fibra de carbono controlados electroquímicamenteLos nanotubos (CNT) son un enfoque alternativo para crear músculos artificiales rápidos y potentes que pueden usarse en robótica y otros campos.
Músculos controlados electroquímicamente, especialmenteson prometedores porque su eficiencia de conversión de energía no está limitada por el límite termodinámico: pueden contraerse con más fuerza y también soportar cargas pesadas sin consumir mucha energía.
Pero existen limitaciones para la electroquímica.Músculos CNT. Primero, la excitación muscular es bipolar, lo que significa que el movimiento, expansión o contracción del músculo cambia de dirección durante una exploración potencial. El potencial al que el trazo cambia de dirección es el potencial de carga cero, y la velocidad a la que el potencial cambia con el tiempo es la velocidad de exploración potencial.
Otra pregunta: este electrolito es estable solo en un cierto rango de voltaje. Fuera de este rango, el electrolito se destruye.
Para resolver estos problemas, los investigadoresdescubrieron que las superficies internas de hebras helicoidales de nanotubos de carbono pueden recubrirse con un polímero conductor de iones específico que contiene grupos químicos cargados positiva o negativamente.
Este recubrimiento de polímero convierte bipolarexcitación de hebras de nanotubos de carbono en excitación unipolar, donde el músculo actúa en una dirección durante todo el rango de estabilidad electrolítica. El número de moléculas de disolvente bombeadas al músculo por cada ion aumenta al aumentar la velocidad de exploración potencial para algunos músculos unipolares, lo que aumenta el tamaño efectivo de los iones.
Por tanto, el recorrido muscular se puede incrementar en 3,8veces con un aumento en la velocidad de exploración potencial, mientras que el movimiento del músculo de un nanotubo de carbono sin un recubrimiento de polímero disminuye 4.2 veces con los mismos cambios en la velocidad de exploración potencial.
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