Inżynierowie z Tokijskiego Instytutu Technologii zwiększyli siłę generowaną przez siłownik sztucznych mięśni.
Jako materiał ferroelektrycznyNaukowcy wykorzystali ciekłe kryształy w specjalnej fazie nematycznej. Jest to faza, w której długie osie cząsteczek są ułożone w równoległe linie, a nie w warstwy. Naukowcy odkryli, że materiał może przepływać jako ciecz w temperaturze pokojowej, mając jednocześnie strukturę molekularną w kształcie pręta podobną do stałych kryształów.
Technologia druku 3D dla napędu ferroelektrycznego. Zdjęcie: Suzushi Nishimura i in., Advanced Physics Research
Ze względu na te cechy, te materiaływyższa polaryzacja. Podczas testów stwierdzono, że ferroelektryczny ciekły kryształ generuje siły działające na elektrody, które są 1200 razy większe niż konwencjonalne materiały paraelektryczne, takie jak oleje izolacyjne.
Wykorzystanie ciekłych kryształów ferroelektrycznychoraz wydrukowaną w 3D elektrodę z podwójną helisą, naukowcy opracowali siłownik elektrostatyczny, który działa przy niskim napięciu i jest w stanie kurczyć się i rozszerzać tak, jak robią to mięśnie.
Redukcja napędu o 19% poniżej napięcia 200 V. Zdjęcie: Tokyo Institute of Technology
Wykorzystanie ośrodka ferroelektrycznegogenerował siły wystarczające do uzyskania skurczu o 6,3 mm (19% długości) po przyłożeniu napięcia 200 V. Zaobserwowano również, że urządzenie porusza się nieznacznie przy napięciu 18 V, co wskazuje, że może być nawet zasilane zwykłą baterią, zauważają naukowcy . .
Siłowniki elektrostatyczne są proste i lekkieurządzenia naśladujące ludzkie mięśnie. Jak dotąd ich zastosowanie ograniczało się głównie do przenoszenia małych ciężarów, ponieważ wymagają wysokiego napięcia do generowania znacznych sił - wyjaśniają naukowcy. Aby wytworzyć siły wystarczające do podtrzymania ruchu i aktywności człowieka, tradycyjne urządzenia wymagają napięcia, które może być niebezpieczne dla organizmu.
Czytaj więcej:
Obalono główną teorię pochodzenia człowieka: skąd się wzięliśmy
Pierwsza na świecie pigułka „przeszczep” kału zatwierdzona w Australii
Odkryto pierwszą na świecie „kuchnię”: ryby smażone w niej 780 000 lat temu