Основой подвижных частей современных роботов являются механические узлы, приводимые в действие электрическими, гидравлическими или пневматическими приводами. Но в последнее время исследователи все больше и больше смотрят в сторону искусственных мускулов, которые могут обеспечить создание более легких, более подвижных и сильных суставов робототехнических устройств. К сожалению, те искусственные мускулы, которые уже удавалось создать исследователям, обладают некоторыми отрицательными характеристиками, к примеру, большим временем срабатывания и большим количеством потребляемой энергии, что делает нецелесообразным их практическое использование. Но прогресс не стоит на месте и результатом этого стало появление еще одного вида искусственных мускулов, изготовленных на основе волокна из углеродных нанотрубок, пропитанного обычным воском. И эти искусственные мускулы выигрывают по всем параметром у других созданных ранее подобных вещей.
Искусственные мускулы из углеродных нанотрубок могут поднять вес, в 100 тысяч раз превышающий их собственный вес, а механическая энергия, которую они вырабатывают, в 85 раз превышает энергию, производимую мускулами естественного происхождения с такими же габаритами, согласно данным исследователей из Техасского университета в Далласе и их коллег из Австралии, Китая, Южной Кореи, Канады и Бразилии.
Новые «нанотрубочные» искусственные мускулы работают за счет комбинации углеродной пряжи с воском. Высокая температура, получаемая за счет проходящего через углеродные нанотрубки электрического тока, заставляет воск расширяться, увеличивая объем пряжи. При этом, длина всего мускула сокращается за счет более сильного скручивания волокон пряжи. Управляя нагревом можно заставить воск плавиться или кристаллизоваться, заставляя удлиняться или укорачиваться весь мускул, производящий при этом механическое перемещения. Такая «мускульная пряжа» может быть закручена в петли, вплетена в ткани или из нее самой можно соткать ткань.
Такие искусственные мускулы могут стать основой различных миниатюрных двигателей и движущихся компонентов различных устройств. К сожалению, из-за принципа действия и характера использованных материалов такие искусственные мускулы нельзя использовать внутри живых организмов. Поэтому с идеей увеличить свою силу за счет вживления искусственной мускулатуры придется еще немного обождать.
Описание проведенных исследований и их результаты были опубликованы в одном из последних выпусков журнала Science.
Источник:
