Forskere ved University of Texas i Dallas har skapt kraftige unipolare elektrokjemiske muskler.
I mer enn 15 år har forskere fraUniversity of Texas i Dallas og deres kolleger i USA, Australia, Sør-Korea og Kina har laget kunstige muskler ved å vri og vikle karbonnanorør eller polymerstrenger. Når temperaturen endres, fungerer disse musklene, trekker sammen lengden når de blir oppvarmet og går tilbake til sin opprinnelige lengde når de kjøles ned. Imidlertid har de sine begrensninger.
Elektrokjemisk kontrollerte karbonfibermusklerNanorør (CNT) er en alternativ tilnærming til å lage raske, kraftige, kunstige muskler som kan brukes innen robotikk og andre felt.
Spesielt elektrokjemisk kontrollerte musklerer lovende fordi deres energikonverteringseffektivitet ikke er begrenset av den termodynamiske grensen: de kan trekke seg sterkere sammen og tåler også store belastninger uten å bruke mye energi.
Men det er begrensninger for elektrokjemiskCNT muskler. For det første er muskeleksitasjon bipolar, noe som betyr at muskelbevegelse, utvidelse eller sammentrekning endrer retning under en potensiell skanning. Potensialet som slaget endrer retning med er potensialet til null ladning, og hastigheten som potensialet endres med over tid er den potensielle skannehastigheten.
Et annet spørsmål: denne elektrolytten er stabil bare i et bestemt spenningsområde. Utenfor dette området ødelegges elektrolytten.
For å løse disse problemene, forskerefunnet at de indre overflatene til spiralstrenger av karbon-nanorør kan belegges med en spesifikk ioneledende polymer som inneholder enten positivt eller negativt ladede kjemiske grupper.
Dette polymerbelegget konverterer bipolareksitasjon av karbon nanorørstrenger til unipolar eksitasjon, hvor muskelen virker i én retning gjennom hele området av elektrolyttstabilitet. Antallet løsemiddelmolekyler som pumpes inn i muskelen av hvert ion øker med økende potensiell skanningshastighet for noen unipolare muskler, dette øker den effektive størrelsen på ionene.
Dermed kan muskelreiser økes med 3,8ganger med en økning i den potensielle skannehastigheten, mens muskelbevegelsen fra et karbon-nanorør uten polymerbelegg reduseres 4,2 ganger med de samme endringene i den potensielle skannehastigheten.
Les mer:
Fant en ny type svart hull som ikke passer inn i relativitetsteorien
Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde
Forskere har utviklet en erstatning for relativitetsteorien. Hva er essensen av "teorien om alt"?