달라스에 있는 텍사스 대학의 연구원들은 강력한 단극 전기화학적 근육을 만들었습니다.
15 년 이상달라스에있는 텍사스 대학과 미국, 호주, 한국, 중국의 동료들은 탄소 나노 튜브 또는 폴리머 가닥을 꼬고 감아 인공 근육을 만들었다. 온도가 변하면이 근육이 작동하여 가열되면 길이가 줄어들고 냉각되면 원래 길이로 돌아갑니다. 그러나 그들은 한계가 있습니다.
전기화학적으로 제어되는 탄소섬유 근육나노튜브(CNT)는 로봇 공학 및 기타 분야에서 사용할 수 있는 빠르고 강력한 인공 근육을 만드는 대체 접근 방식입니다.
특히 전기화학적으로 조절되는 근육에너지 변환 효율이 열역학적 한계에 의해 제한되지 않기 때문에 유망합니다. 즉, 더 강하게 수축할 수 있고 많은 에너지를 소비하지 않고도 무거운 하중을 견딜 수 있습니다.
하지만 전기화학에는 한계가 있습니다.CNT 근육. 첫째, 근육 흥분은 양극성입니다. 즉, 잠재적인 스캔 중에 근육 움직임, 확장 또는 수축이 방향을 바꿉니다. 스트로크 방향이 바뀌는 전위는 전하가 0인 전위이고, 시간이 지남에 따라 전위가 변하는 속도는 잠재적인 스캔 속도입니다.
또 다른 질문 :이 전해질은 특정 전압 범위에서만 안정적입니다. 이 범위를 벗어나면 전해질이 파괴됩니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 연구자들은탄소 나노튜브 나선형 가닥의 내부 표면이 양전하 또는 음전하를 띤 화학 그룹을 포함하는 특정 이온 전도성 폴리머로 코팅될 수 있음을 발견했습니다.
이 폴리머 코팅은 양극성을 전환시킵니다.탄소 나노튜브 가닥이 단극 여기로 여기되어 근육이 전해질 안정성의 전체 범위에 걸쳐 한 방향으로 작용합니다. 각 이온에 의해 근육으로 펌핑되는 용매 분자의 수는 일부 단극성 근육의 잠재적 스캔 속도가 증가함에 따라 증가하며, 이는 이온의 유효 크기를 증가시킵니다.
따라서 근육 이동은 3.8까지 증가 할 수 있습니다.잠재적 스캐닝 속도가 증가함에 따라 시간이 증가하는 반면, 폴리머 코팅이없는 탄소 나노 튜브의 근육 움직임은 잠재적 스캐닝 속도의 동일한 변화로 4.2 배 감소합니다.
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