テキサス大学ダラス校の研究者らは、強力な単極電気化学筋肉を作成した。
15年以上の間、テキサス大学ダラス校とそれに対応する米国、オーストラリア、韓国、中国の大学は、カーボンナノチューブまたはポリマーストランドをねじって巻くことで人工筋肉を作りました。温度が変化すると、これらの筋肉は機能し、加熱すると長さが短くなり、冷却すると元の長さに戻ります。ただし、制限があります。
電気化学的に制御された炭素繊維筋肉ナノチューブ (CNT) は、ロボット工学やその他の分野で使用できる、高速で強力な人工筋肉を作成するための代替アプローチです。
特に電気化学的に制御された筋肉エネルギー変換効率が熱力学的限界によって制限されないため、有望です。エネルギーをあまり消費せずに、より強く収縮し、重い負荷にも耐えることができます。
しかし、電気化学には限界がありますCNTの筋肉。まず、筋肉の興奮は双極性であり、これは電位スキャン中に筋肉の動き、拡張、または収縮の方向が変わることを意味します。ストロークの方向が変わる電位がゼロ電荷の電位であり、時間の経過とともに電位が変化する速度が電位のスキャン速度です。
別の質問：この電解質は特定の電圧範囲でのみ安定しています。この範囲外では、電解液が破壊されます。
これらの問題を解決するために、研究者たちはらは、カーボンナノチューブのらせん状ストランドの内面を、正または負に帯電した化学基を含む特定のイオン伝導性ポリマーでコーティングできることを発見した。
このポリマーコーティングは双極性を変換しますカーボンナノチューブストランドの単極励起への励起。電解質の安定性の全範囲にわたって筋肉が一方向に作用します。各イオンによって筋肉に送り込まれる溶媒分子の数は、一部の単極性筋肉の潜在的な走査速度が増加するにつれて増加し、これによりイオンの有効サイズが増加します。
したがって、筋肉の移動を3.8増加させることができます潜在的なスキャン速度の増加に伴い、ポリマーコーティングなしのカーボンナノチューブからの筋肉の動きは、潜在的なスキャン速度の同じ変化で4.2倍減少します。
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