กล้ามเนื้อเทียมของคนรุ่นใหม่ถูกสร้างขึ้น: พวกมันถูกควบคุมด้วยไฟฟ้า

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ดัลลาสได้สร้างกล้ามเนื้อไฟฟ้าเคมีแบบขั้วเดียวอันทรงพลัง

ซึ่งหดตัวมากขึ้นเมื่อเคลื่อนที่เร็วขึ้น 

เป็นเวลากว่า 15 ปีที่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ดัลลัสและเพื่อนร่วมงานในสหรัฐอเมริกาออสเตรเลียเกาหลีใต้และจีนได้สร้างกล้ามเนื้อเทียมโดยการบิดและคดเคี้ยวท่อนาโนคาร์บอนหรือเส้นโพลีเมอร์ เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงกล้ามเนื้อเหล่านี้จะทำงานโดยหดตัวตามความยาวเมื่อถูกความร้อนและกลับสู่ความยาวเดิมเมื่อเย็นตัวลง อย่างไรก็ตามพวกเขามีข้อ จำกัด

กล้ามเนื้อคาร์บอนไฟเบอร์ที่ควบคุมด้วยไฟฟ้าเคมีท่อนาโน (CNT) เป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการสร้างกล้ามเนื้อเทียมที่รวดเร็ว ทรงพลัง ซึ่งสามารถนำไปใช้ในวิทยาการหุ่นยนต์และสาขาอื่นๆ ได้

กล้ามเนื้อควบคุมด้วยไฟฟ้าเคมีโดยเฉพาะมีแนวโน้มที่ดีเนื่องจากประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไม่ได้ถูกจำกัดด้วยขีดจำกัดทางอุณหพลศาสตร์: พวกมันสามารถหดตัวได้แรงกว่าและยังทนทานต่อภาระหนักโดยไม่ต้องใช้พลังงานมากนัก 

แต่มีข้อจำกัดสำหรับเคมีไฟฟ้ากล้ามเนื้อซีเอ็นที ประการแรก การกระตุ้นกล้ามเนื้อเป็นแบบไบโพลาร์ ซึ่งหมายความว่าการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ การขยายหรือการหดตัวจะเปลี่ยนทิศทางระหว่างการสแกนที่อาจเกิดขึ้น ศักยภาพที่จังหวะจะเปลี่ยนทิศทางคือศักยภาพของประจุเป็นศูนย์ และอัตราการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปคือความเร็วการสแกนที่เป็นไปได้

คำถามอื่น: อิเล็กโทรไลต์นี้มีความเสถียรในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนเท่านั้น นอกช่วงนี้อิเล็กโทรไลต์จะถูกทำลาย

เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้นักวิจัยพบว่าพื้นผิวด้านในของเกลียวเกลียวของท่อนาโนคาร์บอนสามารถเคลือบด้วยโพลีเมอร์นำไอออนเฉพาะซึ่งมีกลุ่มสารเคมีที่มีประจุบวกหรือลบ

การเคลือบโพลีเมอร์นี้จะแปลงไบโพลาร์การกระตุ้นของท่อนาโนคาร์บอนเป็นการกระตุ้นแบบขั้วเดียว โดยที่กล้ามเนื้อทำหน้าที่ในทิศทางเดียวตลอดช่วงความเสถียรของอิเล็กโทรไลต์ทั้งหมด จำนวนโมเลกุลของตัวทำละลายที่ถูกสูบเข้าไปในกล้ามเนื้อโดยแต่ละไอออนจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วในการสแกนของกล้ามเนื้อขั้วเดียวที่เพิ่มขึ้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มขนาดที่มีประสิทธิภาพของไอออน

ดังนั้นการเดินทางของกล้ามเนื้อสามารถเพิ่มได้ 3.8เท่าด้วยความเร็วในการสแกนที่เพิ่มขึ้นในขณะที่การเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อจากท่อนาโนคาร์บอนที่ไม่มีการเคลือบโพลีเมอร์จะลดลง 4.2 เท่าเมื่อความเร็วในการสแกนที่เปลี่ยนแปลงไปเท่ากัน

อ่านเพิ่มเติม:

พบหลุมดำรูปแบบใหม่ที่ไม่เข้ากับทฤษฎีสัมพัทธภาพ

การทำแท้งกับวิทยาศาสตร์: จะเกิดอะไรขึ้นกับเด็กที่จะคลอด

นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาทดแทนทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะไรคือสาระสำคัญของ "ทฤษฎีของทุกสิ่ง"?