Pētnieki Teksasas Universitātē Dalasā ir izveidojuši spēcīgus unipolārus elektroķīmiskos muskuļus.
Vairāk nekā 15 gadus pētnieki noTeksasas universitāte Dalasā un viņu kolēģi Amerikas Savienotajās Valstīs, Austrālijā, Dienvidkorejā un Ķīnā ir izgatavojuši mākslīgos muskuļus, savijot un tinojot oglekļa nanocaurules vai polimēra pavedienus. Mainoties temperatūrai, šie muskuļi strādā, sasildot to garumu un atdziestot, tie atgriežas sākotnējā garumā. Tomēr viņiem ir savi ierobežojumi.
Elektroķīmiski kontrolēti oglekļa šķiedras muskuļiNanocaurules (CNT) ir alternatīva pieeja ātru, spēcīgu, mākslīgu muskuļu radīšanai, ko var izmantot robotikā un citās jomās.
Īpaši elektroķīmiski kontrolēti muskuļiir daudzsološi, jo to enerģijas pārveidošanas efektivitāti neierobežo termodinamiskais ierobežojums: tie var sarukt spēcīgāk un izturēt arī lielas slodzes, nepatērējot daudz enerģijas.
Bet elektroķīmiskajām metodēm ir ierobežojumiCNT muskuļi. Pirmkārt, muskuļu ierosme ir bipolāra, kas nozīmē, ka muskuļu kustība, paplašināšanās vai kontrakcija potenciālās skenēšanas laikā maina virzienu. Potenciāls, kurā gājiens maina virzienu, ir nulles lādiņa potenciāls, un ātrums, ar kādu potenciāls mainās laika gaitā, ir potenciālais skenēšanas ātrums.
Cits jautājums: šis elektrolīts ir stabils tikai noteiktā sprieguma diapazonā. Ārpus šī diapazona elektrolīts tiek iznīcināts.
Lai atrisinātu šīs problēmas, pētniekiatklāja, ka oglekļa nanocauruļu spirālveida pavedienu iekšējās virsmas var pārklāt ar īpašu jonus vadošu polimēru, kas satur vai nu pozitīvi, vai negatīvi lādētas ķīmiskās grupas.
Šis polimēru pārklājums pārvērš bipolārusoglekļa nanocaurules virkņu ierosināšana vienpolārā ierosmē, kur muskulis darbojas vienā virzienā visā elektrolīta stabilitātes diapazonā. Šķīdinātāja molekulu skaits, ko katrs jons iesūknē muskuļos, palielinās, palielinoties dažu vienpolāru muskuļu potenciālajam skenēšanas ātrumam, tādējādi palielinot jonu efektīvo izmēru.
Tādējādi muskuļu kustību var palielināt par 3,8reizes, palielinoties potenciālajam skenēšanas ātrumam, savukārt muskuļu kustība no oglekļa nanocaurules bez polimēra pārklājuma samazinās 4,2 reizes ar tādām pašām izmaiņām potenciālajā skenēšanas ātrumā.
Lasīt vairāk:
Atrada jauna veida melno caurumu, kas neiederas relativitātes teorijā
Aborts un zinātne: kas notiks ar bērniem, kas dzemdēs
Zinātnieki ir izstrādājuši relativitātes teorijas aizstājēju. Kāda ir "visa teorijas" būtība?