Искусственные мышцы из рыболовной лески
Будущее порой кажется чудесным временем, когда сплошь и рядом человека будут окружать лишь вещи из удивительных новых материалов, вроде углеродных волокон, наноразмерных решёток и сверхпроводящих металлов. Вряд ли кому придёт в голову связывать будущее с обычной леской и нитками.
Однако, последние исследования университетских учёных из Далласа (США) и Вуллонгонга (Австралия) показывают, что привычные вещества и материалы, вроде рыболовной лески, швейных ниток и резиновой ленты рано «сбрасывать со счетов». Благодаря им учёные смогли разработать искусственную мышцу в 100 раз более сильную, чем мышцы человека.
«После двух десятилетий развития такого экзотического материала, как искусственные мышцы, мы обнаружили, что самые эффективные системы могут быть сделаны из обычной лески», - рассказывает ведущий исследователь из Австралии Джефф Спинкс (Geoff Spinks).
Обработанный температурой моток лески «запоминает» свое положение. В дальнейшем, под температурным воздействием при непосредственном нагревании, пропускании электрического тока или при облучении светом «мышца» из лески сжимается на 49% или расширяется на 67%. Человеческим мышцам, предел сжатия которых всего 20%, подобные «подвиги» недоступны. В эквиваленте искусственный материал способен выполнять работу такую же, как двигатель реактивного самолёта.
Учёные полагают, что подобные искусственные мышцы могут быть использованы в экзоскелетах и протезировании, специальной одежде, автоматизированных системах экологического контроля и для создания человекоподобных роботов.
Исследователи продемонстрировали возможность использования мышц для закрывания и открывания окон в ответ на изменение температуры, что позволит избавиться от дорогих и шумных электрических сервоприводов и сберечь энергию.
Ткань с использованием нового материала может реагировать на изменение температуры и выборочно сохранять тепло или оптимизировать воздухопроницаемость.
Витые полимерные мышцы гибкие и прочные, способны запасать и хранить потенциальную энергию как резиновая лента. Их работоспособность сохраняется на протяжении миллионов циклов. Нити могут быть тоньше человеческого волоса, их можно использовать, например, для имитации мимики лица робота.
В настоящее время исследователи заняты проблемой чувствительности искусственных мышц из лески к температуре. В то время, как автоматическое сжатие и расширение под действием температуры окружающей среды может быть полезно в теплице, для робота это свойство нежелательно. Возможно, негативная зависимость может быть нейтрализована электрическим током.
Для проведения новых экспериментов нет никаких препятствий, ведь новый материал состоит из доступных ингредиентов, его изготовление не требует больших денег или расхода дефицитных ресурсов.
Facepla.net по материалам SingularityHUB
Комментарии:
Экология это
