Сила мускул из углеродных нанотрубок в 29 раз превосходит человеческую

В течение более 15 лет исследователи из Университета Техаса вместе с коллегами из США, Австралии, Южной Кореи и Китая работали над созданием искусственных мышц из скрученных углеродных нанотрубок или полимерных нитей. В частности, они изучали возможность создания быстрых и мощных мышц из углеродных нанотрубок с электрохимическим приводом (CNT), https://phys.org/news/2021-01-powerful-unipolar-carbon-nanot... Phys.org.

Метод CNT особенно эффективен, поскольку, в отличие от тепловых приводов или человеческих мускулов, они могут совершать резкие сокращения или удерживать тяжелые грузы, не расходуя чересчур много энергии. Электрохимические мышцы приводятся в движение подачей напряжения между волокнами и электродом, в результате чего ионы из электролита, в который погружены нанонити, направляются в мышцы.

Однако у этого подхода есть свои минусы. Во-первых, запуск механизма сокращения двухполюсной, то есть движение мышц меняет направление. Во-вторых, электролит стабилен только при определенном диапазоне напряжения, а за его пределами становится неэффективен.

Решая эти проблемы, исследователи обнаружили, что внешние поверхности можно покрыть подходящим полимером, который проводит ионы и содержит либо положительно, либо отрицательно заряженные химические группы. Эта оболочка преобразует двухполюсное движение в однополюсное, когда мышцы движутся в одном направлении, а электролит сохраняет стабильность. Кроме того, неожиданным последствием стало то, что CNT-мышцы оказались более быстрыми и мощными».

Новые волокна генерируют 2,9 ватт/грамм механической силы на массу мышц, то есть в десять раз больше, чем обычные человеческие мускулы. Полимер в оболочке позволил снизить допустимые температуры до -30 градусов Цельсия.

А если добавить в нанонити частицы оксида графена, то производительность еще больше повысится – механическая сила искусственных мышц возрастет до 8,2 Вт/г, то есть станет в 29 раз больше, чем у человеческих.

Британские ученые https://hightech.plus/2018/12/21/sozdani-sverhsilnie-mishci-.

.. бумажные мышцы для роботов и солнечных панелей. Они толщиной с бумагу, но поднимает вес, который в тысячу раз превышает собственный. Кроме того, их можно изготавливать из любой комбинации изолирующих или проводящих материалов.