חוקרים מאוניברסיטת טקסס בדאלאס יצרו שרירים אלקטרוכימיים חד-קוטביים רבי עוצמה.
במשך יותר מ -15 שנה, חוקרים מאוניברסיטת טקסס בדאלאס ועמיתיהם בארצות הברית, אוסטרליה, דרום קוריאה וסין ייצרו שרירים מלאכותיים על ידי פיתול ופיתול של צינורות פחמן או קווצות פולימר. כאשר הטמפרטורה משתנה, שרירים אלה עובדים, מכווצים את אורכם בעת חימוםם וחוזרים לאורכם המקורי בעת קירור. עם זאת, יש להם את המגבלות שלהם.
שרירי סיבי פחמן מבוקרים אלקטרוכימיתננו-צינוריות (CNT) הן גישה חלופית ליצירת שרירים מהירים, עוצמתיים ומלאכותיים שניתן להשתמש בהם ברובוטיקה ובתחומים אחרים.
שרירים מבוקרים אלקטרוכימית במיוחדמבטיחים כי יעילות המרת האנרגיה שלהם אינה מוגבלת על ידי הגבול התרמודינמי: הם יכולים להתכווץ חזק יותר וגם לעמוד בעומסים כבדים מבלי לצרוך הרבה אנרגיה.
אבל יש מגבלות לאלקטרוכימייםשרירי CNT. ראשית, עירור שרירים הוא דו קוטבי, כלומר תנועת שרירים, התרחבות או כיווץ משנים כיוון במהלך סריקה פוטנציאלית. הפוטנציאל שבו המהלך משנה כיוון הוא הפוטנציאל של אפס מטען, והקצב שבו הפוטנציאל משתנה לאורך זמן הוא מהירות הסריקה הפוטנציאלית.
שאלה נוספת: אלקטרוליט זה יציב רק בתחום מתח מסוים. מחוץ לטווח זה, האלקטרוליט נהרס.
כדי לפתור את הבעיות האלה, חוקריםמצא כי המשטחים הפנימיים של גדילים ספירליים של ננו-צינורות פחמן יכולים להיות מצופים בפולימר ספציפי המוליך יוני המכיל קבוצות כימיות טעונות חיוביות או שליליות.
ציפוי פולימרי זה הופך דו קוטביעירור של גדילי ננו-צינורית פחמן לעירור חד-קוטבי, שבו השריר פועל בכיוון אחד לאורך כל טווח יציבות האלקטרוליטים. מספר מולקולות הממס הנשאבות לשריר על ידי כל יון גדל עם הגדלת מהירות הסריקה הפוטנציאלית עבור כמה שרירים חד-קוטביים, זה מגדיל את הגודל האפקטיבי של היונים.
לפיכך, ניתן להגדיל את נסיעה בשרירים ב -3.8פעמים עם עלייה במהירות הסריקה הפוטנציאלית, בעוד תנועת השריר מצינור פחמן ללא ציפוי פולימרי פוחתת פי 4.2 באותם שינויים במהירות הסריקה הפוטנציאלית.
קרא עוד:
מצאתי סוג חדש של חור שחור שאינו מתאים לתורת היחסות
הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו
מדענים פיתחו תחליף לתורת היחסות. מה המהות של "תיאוריית הכל"?