Teksaso universiteto Dalase mokslininkai sukūrė galingus vienpolius elektrocheminius raumenis.
Daugiau nei 15 metų mokslininkai išTeksaso universitetas Dalase ir jų kolegos iš JAV, Australijos, Pietų Korėjos ir Kinijos pagamino dirbtinius raumenis, sukdami ir vyniodami anglies nanovamzdelius ar polimero sruogas. Keičiantis temperatūrai, šie raumenys dirba, kaitindami sutrumpina ilgį ir aušindami grįžta į pradinį ilgį. Tačiau jie turi savo apribojimus.
Elektrochemiškai valdomi anglies pluošto raumenysNanovamzdeliai (CNT) yra alternatyvus būdas sukurti greitus, galingus, dirbtinius raumenis, kurie gali būti naudojami robotikoje ir kitose srityse.
Ypač elektrochemiškai valdomi raumenysyra perspektyvūs, nes jų energijos konversijos efektyvumo neriboja termodinaminė riba: jie gali stipriau susitraukti ir atlaikyti dideles apkrovas nesunaudodami daug energijos.
Tačiau elektrocheminiam naudojimui yra apribojimųCNT raumenys. Pirma, raumenų sužadinimas yra bipolinis, o tai reiškia, kad galimo nuskaitymo metu raumenų judėjimas, išsiplėtimas ar susitraukimas keičia kryptį. Potencialas, kuriuo smūgis keičia kryptį, yra nulinio įkrovimo potencialas, o potencialo pasikeitimo greitis laikui bėgant yra potencialus nuskaitymo greitis.
Kitas klausimas: šis elektrolitas yra stabilus tik tam tikrame įtampos diapazone. Už šio diapazono ribų elektrolitas yra sunaikinamas.
Norėdami išspręsti šias problemas, mokslininkainustatė, kad anglies nanovamzdelių spiralinių gijų vidiniai paviršiai gali būti padengti specifiniu jonus laidžiu polimeru, kuriame yra arba teigiamai, arba neigiamai įkrautų cheminių grupių.
Ši polimerinė danga konvertuoja dvipoliusanglies nanovamzdelių gijų sužadinimas į vienpolį sužadinimą, kai raumuo veikia viena kryptimi per visą elektrolito stabilumo diapazoną. Tirpiklio molekulių, kurias kiekvienas jonas pumpuoja į raumenis, skaičius didėja didėjant galimam kai kurių vienpolių raumenų skenavimo greičiui, todėl padidėja efektyvus jonų dydis.
Taigi raumenų kelionę galima padidinti 3,8kartus padidėjus potencialiam nuskaitymo greičiui, tuo tarpu raumenų judėjimas nuo anglies nanovamzdelio be polimero dangos sumažėja 4,2 karto, pasikeitus tiems patiems galimo nuskaitymo greičiui.
Skaityti daugiau:
Surado naujos rūšies juodąją skylę, kuri netelpa į reliatyvumo teoriją
Abortas ir mokslas: kas nutiks gimdantiems vaikams
Mokslininkai sukūrė reliatyvumo teorijos pakaitalą. Kokia yra „visko teorijos“ esmė?