Cercetătorii de la Universitatea din Texas din Dallas au creat mușchi electrochimici unipolari puternici.
De mai bine de 15 ani, cercetătorii dinUniversitatea din Texas din Dallas și colegii lor din Statele Unite, Australia, Coreea de Sud și China au realizat mușchi artificiali prin răsucirea și înfășurarea nanotuburilor de carbon sau a firelor de polimer. Când temperaturile se schimbă, acești mușchi funcționează, contractându-și lungimea la încălzire și revenind la lungimea lor inițială la răcire. Cu toate acestea, au limitările lor.
Mușchi din fibră de carbon controlați electrochimicNanotuburile (CNT) reprezintă o abordare alternativă pentru a crea mușchi artificiali rapidi, puternici, care pot fi utilizați în robotică și în alte domenii.
În special mușchii controlați electrochimicsunt promițătoare deoarece eficiența lor de conversie a energiei nu este limitată de limita termodinamică: se pot contracta mai puternic și, de asemenea, pot rezista la sarcini grele fără a consuma multă energie.
Dar există limitări pentru electrochimicmuşchii CNT. În primul rând, excitația musculară este bipolară, ceea ce înseamnă că mișcarea, expansiunea sau contracția mușchilor își schimbă direcția în timpul unei potențiale scanări. Potențialul la care cursa își schimbă direcția este potențialul de sarcină zero, iar rata la care potențialul se schimbă în timp este viteza potențială de scanare.
O altă întrebare: acest electrolit este stabil numai într-un anumit interval de tensiune. În afara acestui interval, electrolitul este distrus.
Pentru a rezolva aceste probleme, cercetătoriia descoperit că suprafețele interioare ale toroanelor spiralate ale nanotuburilor de carbon pot fi acoperite cu un polimer specific conducător de ioni care conține grupări chimice încărcate fie pozitiv, fie negativ.
Acest strat de polimer transformă bipolarexcitarea firelor de nanotuburi de carbon în excitație unipolară, unde mușchiul acționează într-o direcție pe întreaga gamă de stabilitate a electrolitului. Numărul de molecule de solvent pompate în mușchi de către fiecare ion crește odată cu creșterea vitezei potențiale de scanare pentru unii mușchi unipolari, ceea ce crește dimensiunea efectivă a ionilor.
Astfel, deplasarea musculară poate fi mărită cu 3,8de multe ori cu o creștere a vitezei potențiale de scanare, în timp ce mișcarea musculară de la un nanotub de carbon fără un strat de polimer scade de 4,2 ori cu aceleași modificări ale vitezei potențiale de scanare.
Citeste mai mult:
Am găsit un nou tip de gaură neagră care nu se încadrează în teoria relativității
Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște
Oamenii de știință au dezvoltat un înlocuitor pentru teoria relativității. Care este esența „teoriei tuturor”?