Углеволокно превратили в мощные искусственные мышцы

University of Illinois Department of Mechanical Science and Engineering
University of Illinois Department of Mechanical Science and Engineering

Ученые из  и Франции создали , способные поднимать груз с массой в 12,6 тысячи раз больше их собственной. Они состоят из углеродных волокон и полимера, скрученных в спиральную нить, и приводятся в действие электрическим током, который заставляет нить сокращаться, пишут разработчики в журнале Smart Materials and Structures

Практически все современные устройства и  приводят в движение электромоторы или двигатели внутреннего сгорания. Поскольку это довольно большие и сложные системы с множеством механических деталей, исследователи разрабатывают альтернативные приводы — искусственные мышцы. Несмотря на довольно большое количество разработок в этой области, многие из них сложны и дороги в производстве, имеют малую мощность.

Самех Тавфик (Sameh Tawfick) из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне и его коллеги разработали искусственные мышцы на основе углеволокна. Для их изготовления нужен пучок из нескольких тысяч переплетенных между собой углеродных волокон, напоминающий по строению паклю. Он погружается в раствор полидиметилсилоксана, а затем скручивается в нить и на сутки ставится в печь, где полимер застывает. В результате получается скрученная нить, сохраняющая свою форму без внешних воздействий.

Читайте также:  Ученые создали воду, которую можно… съесть (а не выпить)

Для того, чтобы превратить такую нить в актуатор, ее снова скручивают и превращают в спираль. После этого через нее пропускают электрический ток, который разогревает нить и заставляет ее расширяться. Из-за этого угол закрутки самой нити увеличивается, что приводит к увеличению угла закрутки спирали из этой нити, а значит заставляет ее сокращаться. Такого же эффекта можно добиться без электричества, смочив нить гексаном, который использовался для растворения полимера при создании нити.

Принцип работы актуатора Caterina Lamuta et al. / Smart Materials and Structures, 2018
Принцип работы актуатора Caterina Lamuta et al. / Smart Materials and Structures, 2018

Ученые выяснили, что нить сокращается достаточно сильно, чтобы ее можно было использовать качестве электрического актуатора. Он может сокращаться на четверть и выдерживать нагрузки до 60 мегапаскалей. Помимо этого, они могут поднимать груз с массой, превышающих их собственную в 12600 раз. Ученые продемонстрировали способности своей разработки на видео. В конце записи можно видеть, как нить массой 1,6 грамма поднимает бутылку с водой массой 1,9 килограмма:

В 2016 году американские ученые смогли превратить нейлоновую рыболовную леску в искусственные мышцы, которые могут не только менять свою форму вдоль, но и изгибаться в разные стороны. Их можно приводить в действие лазером и за счет этого управлять направлением движения конкретных областей.

Читайте также:  Никола Тесла оказался первым изобретателем роботов-убийц

Источник: nplus1.ru

Похожие статьи:

  • В США изобрели робота для поиска контрабанды28.09.2014 В США изобрели робота для поиска контрабанды (0)
    Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) создали подводного робота овальной формы, величиной с футбольный мяч, способного скользить по днищу судов и искать […]
  • Российский ученый на себе проведет эксперимент по омоложению12.09.2016 Российский ученый на себе проведет эксперимент по омоложению (0)
    Российский ученый из Института биофизики клетки Российской академии наук Алексей Карнаухов решил стать первым человеком, который опробует на себе технологию омоложения. Ранее […]
  • Дважды рекордный новогодний фейерверк: видео13.01.2019 Дважды рекордный новогодний фейерверк: видео (0)
    Небольшой эмират Рас-Аль-Хайма на севере ОАЭ в новогоднюю ночь стал обладателем сразу двух рекордов Гиннесса: за самый длинный в мире фейерверк и самую длинную цепь фейерверков. […]
  • Как древние египтяне сверлили гранит08.05.2019 Как древние египтяне сверлили гранит (0)
    Нашим далеким пращурам помогали инопланетяне. Или — вся история человечества подделана. Эти и подобные утверждения довольно часто можно слышать от приверженцев разных конспирологических […]

Оставить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *