Vedci z Texaskej univerzity v Dallase vytvorili silné unipolárne elektrochemické svaly,
Už viac ako 15 rokov sa vedci zTexaská univerzita v Dallase a ich kolegovia v Spojených štátoch, Austrálii, Južnej Kórei a Číne vytvorili umelé svaly krútením a navíjaním uhlíkových nanorúrok alebo polymérnych vlákien. Pri zmene teplôt tieto svaly pracujú, pri zahriatí sa stiahne ich dĺžka a po ochladení sa vráti na pôvodnú dĺžku. Majú však svoje obmedzenia.
Elektrochemicky riadené svaly z uhlíkových vlákienNanorúrky (CNT) predstavujú alternatívny prístup k vytváraniu rýchlych, silných, umelých svalov, ktoré možno využiť v robotike a iných oblastiach.
Najmä elektrochemicky riadené svalysú sľubné, pretože ich účinnosť premeny energie nie je obmedzená termodynamickým limitom: môžu sa silnejšie sťahovať a tiež vydržať veľké zaťaženie bez veľkej spotreby energie.
Pre elektrochemické vlastnosti však existujú obmedzeniaCNT svaly. Po prvé, svalová excitácia je bipolárna, čo znamená, že pohyb svalov, expanzia alebo kontrakcia mení smer počas potenciálneho skenovania. Potenciál, pri ktorom zdvih mení smer, je potenciál nulového náboja a rýchlosť, ktorou sa potenciál mení v priebehu času, je potenciálna rýchlosť skenovania.
Ďalšia otázka: tento elektrolyt je stabilný iba v určitom rozsahu napätia. Mimo tohto rozsahu je elektrolyt zničený.
Na vyriešenie týchto problémov výskumnícizistili, že vnútorné povrchy špirálových vlákien uhlíkových nanorúriek môžu byť potiahnuté špecifickým iónovo vodivým polymérom, ktorý obsahuje buď pozitívne alebo negatívne nabité chemické skupiny.
Tento polymérny povlak konvertuje bipolárneexcitácia vlákien uhlíkových nanorúrok do unipolárnej excitácie, kde sval pôsobí jedným smerom v celom rozsahu stability elektrolytu. Počet molekúl rozpúšťadla čerpaných do svalu každým iónom sa zvyšuje so zvyšujúcou sa potenciálnou rýchlosťou skenovania pre niektoré unipolárne svaly, čo zvyšuje efektívnu veľkosť iónov.
Cestu svalov teda možno zvýšiť o 3,8krát so zvýšením potenciálnej rýchlosti skenovania, zatiaľ čo pohyb svalov z uhlíkovej nanorúrky bez polymérneho povlaku klesá 4,2-krát s rovnakými zmenami v potenciálnej rýchlosti skenovania.
Čítaj viac:
Našiel sa nový druh čiernej diery, ktorý nezapadá do teórie relativity
Potraty a veda: čo sa stane s deťmi, ktoré budú rodiť
Vedci vyvinuli náhradu za teóriu relativity. Čo je podstatou „teórie všetkého“?