Американские учёные создали искусственные мышечные волокна из обычной рыболовной лески

в 10:59, , рубрики: diy или сделай сам, актуаторы, всё гениальное просто, робототехника, физика, метки: ,

Сегодня, 21 февраля, в журнале «Science» была опубликована статья о принципиально новом способе создания искусственных мышц, на основе обычной рыболовной лески и других подобных полимерных нитей, вообще без использования дорогих или экзотических материалов наподобие углеродных нанотрубок, диоксида ванадия или металлических сплавов с памятью. Причём способ их изготовления совершенно тривиален и доступен в домашних условиях — леска скручивается под нагрузкой, пока не свернётся в спираль, а затем нагревается. При нагревании спираль сокращается, развивая достаточно большое усилие, при остывании удлиняется до исходных размеров.

Искусственное мышечное волокно из нейлона может сокращаться на 49% относительно начальной длины и поднимать вес, в сто раз больший, чем человеческие мышечные волокна такой же толщины и длины. Его удельная механическая мощность достигает 5,3 киловатт на килограмм — это сравнимо с реактивными двигателями самолётов и самыми совершенными современными электродвигателями.

Скорость работы такой мышцы зависит прежде всего от того, насколько быстро она может остывать и нагреваться. Кроме экспериментов с тепловым пистолетом и пассивным воздушным охлаждением, учёные исследовали работу волокон в воде и в атмосфере гелия (у него очень высокая теплопроводность). В таких условиях удалось добиться частоты сокращений в несколько герц:

Такие волокна можно также вплетать в ткань, или плести из них сетки и жгуты, способные сокращаться в ответ на управляющий сигнал или изменение внешних условий. На этом видео показано, как кусок ткани со вплетёнными в него волокнами из нейлона диаметром 0.45 мм поднимает груз в 3 кг. В этом эксперименте волокна нагревали, пропуская ток через находящиеся внутри нейлоновых спиралей проволочки, а не с помощью теплового пистолета.

Сама статья с описанием технологии и экспериментов доступна на сайте журнала Science только за плату, однако можно бесплатно скачать весьма подробные дополнительные материалы и видео.

Автор: ilya42

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля