Вчені створили зі звичайної рибальської волосіні штучні м’язи, які за характеристиками перевершують людські.
Міжнародна команда на чолі вченими з Університету штату Техас в Далласі виявила, що звичайну волосінь або швейні нитки можна дешево перетворити на надсильні штучні м’язи. Нові м’язи можуть підняти в 100 разів більше ваги і генерувати в 100 разів більше механічної енергії, ніж людські м’язи такої ж довжини і маси. Більш того, за співвідношенням потужності і ваги, нові штучні м’язи можна порівняти з реактивним двигуном – 7,1 кінських сил на кілограм.
Для виготовлення простого штучного м’яза потрібно дві скріпки, волосінь і дриль
Штучні м’язи з волосіні приводяться в дію зміною температури, яка може бути ініційована електричним струмом, при поглинанні світла або отримана шляхом хімічної реакції. Наприклад, нагрівання змушує м’язи скорочуватися і виробляти роботу, а охолодження – навпаки, розширюватися, тобто розслаблятися і переходити в стан спокою.
М’язи виготовляються простим скручуванням волосіні за допомогою дрилі і двох скріпок, причому від напрямку скручування залежить реакція на нагрів: м’язи можуть стискатися при нагріві і розпрямлятися при охолодженні або навпаки.
Простий варіант штучних м’язів можна виготовити скручуванням товстою поліетиленовою волосіні
Дивно, але багаторічні пошуки технології виготовлення сильних і дешевих штучних м’язів не припускали можливість такого простого створення м’язів з рибальської волосіні, яка виявилася здатна розкручувати важкий ротор до більш ніж 10000 обертів на хвилину.
Читайте також: Створено м’язи, які в тисячу разів сильніше людських
У порівнянні з природними м’язами, які можуть скорочуватися лише приблизно на 20 % від їх довжини, нові штучні м’язи можуть скорочуватися на 50 %. Більш того, рибальська волосінь може перенести мільйони скорочень і працювати при важких механічних навантаженнях.
Складніший штучний м’яз з унікальними характеристиками виготовляється з скрутки тонких нейлонових або поліетиленових волокон, покритих металевими частинками, які при подачі струму нагрівають м’яз
За заявою розробників, сфера застосування дешевих і сильних штучних м’язів дуже обширна. Насамперед їх можна використовувати в приводах роботів і екзоскелетів. Дивно, але скрутка з ниток тонкої поліетиленової волосіні діаметром всього в 10 разів більше ширини людської волосини, дозволяє створити спіральний полімерний м’яз, який здатний підняти вагу в 7,2 кг. Сотня таких полімерних м’язів може підняти близько 800 кг. Більш тонкі м’язи можуть використовуватися навіть як імплантатів, наприклад для відновлення міміки.
Читайте також: Інженери наблизили анатомію роботів до людської
Проблема управління м’язами вирішується досить легко: вчені вже розробили металеве покриття волосіні, яке нагрівається при подачі електричного струму і змушує штучні м’язи скорочуватися або напружуватися. Ця технологія споживає менше енергії, ніж гідравліка або пневматика і, при цьому, працює повністю безшумно.