Цибин Пэй (Qibing Pei) и его коллеги из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) и ряда других научных центров и компаний США построили синтетические мускулы, способные практически без потери силы переносить небольшие повреждения.

Толерантные к «травмам» искусственные мышцы могут пригодиться при создании различных роботов. При этом важно, что новый материал умеет «консервировать» область повреждения, не позволяя трещинке или проколу распространяться дальше по своему объёму во время дальнейшей работы такого устройства.

Секрет — в строении материала. Его авторы работы создали на основе диэлектрического эластомера, в который внедрили сонм электродов из однослойных углеродных нанотрубок.

Если в каком-то месте мышцы возникает небольшой разрыв (в тестах учёные использовали укол булавкой), то разорванные нанотрубки перестают проводить ток и прилегающий к повреждению участок автоматически запечатывается, прекращая реагировать на приложенное напряжение и тем самым предотвращая распространение механического повреждения на остальной материал.

При этом весть мускул продолжает работать даже после нескольких таких проколов, что было бы невозможно с прежними сходными конструкциями.

Пэй и его коллеги утверждают, что полученный ими искусственный мускул близок к мышцам человека по «энергетике» и движению. При приложении напряжения новый материал растягивается более чем на 200% и при этом позволяет очень экономно использовать энергию.

Так, при сокращении после отключения внешнего источника тока эта мышца сама вырабатывает небольшое напряжение (за счёт перераспределения углеродных трубок внутри) и возвращает обратно до 70% энергии, потраченной на растяжение.

Эту энергию можно накапливать в батарее. Некоторые исследователи даже предполагают создавать на основе таких эластомеров носимые генераторы электричества, заряжающие всяческую карманную электронику. Они работали бы за счёт движений человека.

Результаты опытов с новыми искусственными мышцами их создатели опубликовали в журнале Advanced Materials.

Категория: Двигатели | 1 Комментарий »

Комментарии