Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Dallas hebben krachtige unipolaire elektrochemische spieren gecreëerd,
Al meer dan 15 jaar werken onderzoekers vanDe Universiteit van Texas in Dallas en hun tegenhangers in de Verenigde Staten, Australië, Zuid-Korea en China hebben kunstmatige spieren gemaakt door koolstofnanobuisjes of polymeerstrengen te draaien en op te winden. Wanneer de temperatuur verandert, werken deze spieren, waarbij ze hun lengte samentrekken wanneer ze worden verwarmd en terugkeren naar hun oorspronkelijke lengte wanneer ze worden afgekoeld. Ze hebben echter hun beperkingen.
Elektrochemisch gecontroleerde koolstofvezelspierenNanobuisjes (CNT's) zijn een alternatieve benadering voor het creëren van snelle, krachtige, kunstmatige spieren die kunnen worden gebruikt in robotica en andere gebieden.
Vooral elektrochemisch gecontroleerde spierenzijn veelbelovend omdat hun energieomzettingsefficiëntie niet wordt beperkt door de thermodynamische limiet: ze kunnen sterker samentrekken en ook zware belastingen weerstaan zonder veel energie te verbruiken.
Maar er zijn beperkingen voor elektrochemieCNT-spieren. Ten eerste is spierexcitatie bipolair, wat betekent dat spierbeweging, uitzetting of samentrekking van richting verandert tijdens een potentiële scan. Het potentieel waarbij de slag van richting verandert, is het potentieel van nullading, en de snelheid waarmee het potentieel in de loop van de tijd verandert, is de potentiële scansnelheid.
Nog een vraag: deze elektrolyt is alleen stabiel binnen een bepaald spanningsbereik. Buiten dit bereik wordt de elektrolyt vernietigd.
Om deze problemen op te lossen, onderzoekersontdekte dat de binnenoppervlakken van spiraalvormige strengen van koolstofnanobuisjes kunnen worden gecoat met een specifiek ionengeleidend polymeer dat positief of negatief geladen chemische groepen bevat.
Deze polymeercoating zet bipolair omexcitatie van strengen van koolstofnanobuisjes naar unipolaire excitatie, waarbij de spier in één richting werkt over het gehele bereik van elektrolytstabiliteit. Het aantal oplosmiddelmoleculen dat door elk ion in de spier wordt gepompt, neemt toe met toenemende potentiële scansnelheid voor sommige unipolaire spieren, waardoor de effectieve grootte van de ionen toeneemt.
De spierbeweging kan dus met 3,8 worden verhoogdkeer met een toename van de potentiële scansnelheid, terwijl de beweging van spieren van een koolstofnanobuis zonder polymeercoating 4,2 keer afneemt bij dezelfde veranderingen in de potentiële scansnelheid.
Lees verder:
Een nieuw soort zwart gat gevonden dat niet past in de relativiteitstheorie
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen
Wetenschappers hebben een vervanging voor de relativiteitstheorie ontwikkeld. Wat is de essentie van de "theorie van alles"?