Sztuczne mięśnie z żyłki na ryby?

Sztuczne mięśnie z żyłki na ryby?

Nie od dziś wiadomo, że sztuczne mięśnie mogą znaleźć zastosowanie w dziedzinach, takich jak protetyka, czy robotyka. Tego rodzaju napęd w wielu aplikacjach z powodzeniem zastąpić może silniki elektryczne i skomplikowaną hydraulikę. Naukowcy pracujący na rozwojem sztucznych mięśni od wielu lat eksperymentują z materiałami, z których mogłyby być wykonane. Wśród nich znalazły się, m.in. dwutlenek wanadu, grafen, nanorurki węglowe oraz elastomery dielektryczne. Teraz okazuje się, że sztuczne mięśnie wykonać można z o wiele mniej wyrafinowanych materiałów, chociażby takich, jak polimerowe żyłki wędkarskie.

Badania, które to wykazały prowadzone były przez University of Texas w Dallas oraz zagraniczne uniwersytety z Australii, Korei Południowej, Kanady, Turcji oraz Chin.

Aby stworzyć mięśnie, zespół naukowców najpierw dołączył jeden z końców żyłki do wiertarki, drugi koniec pozostawił, zaś w zwisie z dołączonym doń ciężarkiem. Gdy wiertarka została zasilona i koniec linki zaczął się obracać, ta początkowo zareagowała skręceniem wzdłuż całej jej długości. Gdy osiągnęła maksymalne naprężenie zaczęła się skręcać w sposób analogiczny do przewodu od telefonu stacjonarnego. Naukowcy ogrzali następnie zwoje suszarką do włosów, powodując utrwalenie tego stanu po zdjęciu obciążenia.

Gdy na jeden ze zwojów, po raz kolejny działać będzie ciepło, jego reakcją będzie jeszcze większy skurcz, w czym dostrzec można analogię do zachowania się mięśni. Ekstremalne skręcanie żyłki pozwala na podnoszenie ponad 100 razy cięższych elementów, niż w przypadku ludzkiego mięśnia o tej samej długości i masie. Tak stworzony napęd jest w stanie wykonać pracę mechaniczną na poziomie 5,3 kilowata na kilogram wagi mięśnia. Podobnym wynikiem może wylegitymować się ...silnik odrzutowy.

Choć ciepło może być generowane za pośrednictwem prądu poprzez drut wzdłuż polimerowej nici, może ono również mieć formę ekspozycji na światło lub reakcji chemicznej. Oznacza to, że mięśnie niekoniecznie wymagają źródła zasilania elektrycznego.

Bardziej ciekawskim prezentujemy poniższe wideo.

(rr)