Pesquisadores da Universidade do Texas em Dallas criaram poderosos músculos eletroquímicos unipolares.
Há mais de 15 anos, pesquisadores deA Universidade do Texas em Dallas e seus colegas nos Estados Unidos, Austrália, Coreia do Sul e China fizeram músculos artificiais torcendo e enrolando nanotubos de carbono ou fios de polímero. Quando as temperaturas mudam, esses músculos trabalham, contraindo seu comprimento quando aquecidos e retornando ao seu comprimento original ao esfriar. No entanto, eles têm suas limitações.
Músculos de fibra de carbono controlados eletroquimicamenteNanotubos (CNTs) são uma abordagem alternativa para a criação de músculos artificiais rápidos e poderosos que podem ser usados em robótica e outros campos.
Músculos controlados eletroquimicamente, especialmentesão promissores porque sua eficiência de conversão de energia não é limitada pelo limite termodinâmico: podem se contrair mais fortemente e também suportar cargas pesadas sem consumir muita energia.
Mas existem limitações para eletroquímicaMúsculos CNT. Primeiro, a excitação muscular é bipolar, o que significa que o movimento, expansão ou contração muscular muda de direção durante uma varredura potencial. O potencial no qual o curso muda de direção é o potencial de carga zero, e a taxa na qual o potencial muda ao longo do tempo é a velocidade potencial de varredura.
Outra pergunta: este eletrólito é estável apenas em uma determinada faixa de tensão. Fora dessa faixa, o eletrólito é destruído.
Para resolver esses problemas, os pesquisadoresdescobriram que as superfícies internas dos fios espirais de nanotubos de carbono podem ser revestidas com um polímero condutor de íons específico que contém grupos químicos carregados positiva ou negativamente.
Este revestimento de polímero converte bipolarexcitação de filamentos de nanotubos de carbono em excitação unipolar, onde o músculo atua em uma direção em toda a faixa de estabilidade eletrolítica. O número de moléculas de solvente bombeadas para o músculo por cada íon aumenta com o aumento da velocidade potencial de varredura para alguns músculos unipolares, o que aumenta o tamanho efetivo dos íons.
Assim, a viagem muscular pode ser aumentada em 3,8vezes com um aumento na velocidade potencial de varredura, enquanto o movimento muscular de um nanotubo de carbono sem revestimento de polímero diminui 4,2 vezes com as mesmas mudanças na velocidade potencial de varredura.
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