Dallasin Texasin yliopiston tutkijat ovat luoneet voimakkaita unipolaarisia sähkökemiallisia lihaksia,
Yli 15 vuoden ajan tutkijatTexasin yliopisto Dallasissa ja heidän kollegansa Yhdysvalloissa, Australiassa, Etelä-Koreassa ja Kiinassa ovat tehneet keinotekoisia lihaksia kiertämällä ja kelaamalla hiilinanoputkia tai polymeerisäikeitä. Kun lämpötilat muuttuvat, nämä lihakset työskentelevät, supistavat pituutensa kuumennettaessa ja palaavat alkuperäiseen pituuteensa jäähdytettäessä. Heillä on kuitenkin rajoituksensa.
Sähkökemiallisesti ohjatut hiilikuitulihaksetNanoputket (CNT) ovat vaihtoehtoinen tapa luoda nopeita, tehokkaita, keinotekoisia lihaksia, joita voidaan käyttää robotiikassa ja muilla aloilla.
Etenkin sähkökemiallisesti kontrolloidut lihaksetovat lupaavia, koska niiden energian muunnostehokkuutta ei rajoita termodynaaminen raja: ne voivat supistua voimakkaammin ja kestää myös raskaita kuormia kuluttamatta paljon energiaa.
Mutta sähkökemiallisille aineille on rajoituksiaCNT lihakset. Ensinnäkin lihasten viritys on kaksisuuntaista, mikä tarkoittaa, että lihasten liike, laajeneminen tai supistuminen muuttaa suuntaa mahdollisen skannauksen aikana. Potentiaali, jolla iskun suunta muuttaa suuntaa, on nollavarauksen potentiaali, ja nopeus, jolla potentiaali muuttuu ajan myötä, on potentiaalinen pyyhkäisynopeus.
Toinen kysymys: tämä elektrolyytti on stabiili vain tietyllä jännitealueella. Tämän alueen ulkopuolella elektrolyytti tuhoutuu.
Näiden ongelmien ratkaisemiseksi tutkijathavaitsi, että hiilinanoputkien kierteisten säikeiden sisäpinnat voidaan päällystää tietyllä ioneja johtavalla polymeerillä, joka sisältää joko positiivisesti tai negatiivisesti varautuneita kemiallisia ryhmiä.
Tämä polymeeripinnoite muuntaa bipolaarisenhiilinanoputkisäikeiden viritys unipolaariseksi viritykseksi, jossa lihas toimii yhteen suuntaan koko elektrolyytin stabiilisuuden alueella. Kunkin ionin lihakseen pumppaamien liuotinmolekyylien määrä kasvaa joidenkin unipolaaristen lihasten potentiaalisen skannausnopeuden kasvaessa, mikä lisää ionien tehollista kokoa.
Siten lihasten liikkumista voidaan lisätä 3,8: llakertaa potentiaalisen skannausnopeuden kasvaessa, kun taas lihasliike hiilinanoputkesta ilman polymeeripinnoitetta vähenee 4,2 kertaa samalla mahdollisella skannausnopeuden muutoksella.
Lue lisää:
Löysi uudenlaisen mustan aukon, joka ei sovi suhteellisuusteoriaan
Abortti ja tiede: mitä tapahtuu synnyttäville lapsille
Tutkijat ovat kehittäneet suhteellisuusteorian korvikkeen. Mikä on "kaiken teorian" ydin?