Технології

Потужний привід для штучних м’язів працює від звичайної батарейки (фото)

Інженери Токійського технологічного інституту збільшили силу, що генерується приводом для штучних м’язів, за допомогою сегнетоелектричних матеріалів, які мають спонтанну поляризацію. При тому ж рівні напруги пристрій створює на електродах сили в 1 200 разів вище, ніж у звичайних параелектричних матеріалів.

В якості сегнетоелектричного матеріалу дослідники використовували рідкі кристали в особливій нематичній фазі. Це фаза, в якій довгі осі молекул розташовані паралельними лініями, а не шарами. Вчені встановили, що матеріал може текти як рідина при кімнатній температурі, володіючи при цьому стержнеутворюючою молекулярною структурою, подібною структурі твердих кристалів.

Технологія 3D-друку сегнетоелектричного приводу. Зображення: Suzushi Nishimura et al., Advanced Physics Research

Завдяки цим характеристикам у таких матеріалів вище поляризація. В ході випробувань було виявлено, що сегнетоелектричний рідкий кристал створює сили на електродах, які в 1200 разів вище, ніж у звичайних параелектричних матеріалів, таких як ізоляційна олива.

За допомогою сегнетоелектричних рідких кристалів і 3D-друкованого електрода з подвійною спіраллю дослідники розробили електростатичний привід, який працює при низькій напрузі і здатний скорочуватися і розширюватися, як це роблять м’язи.

Скорочення приводу на 19% під впливом напруги в 200 в. Зображення: Tokyo Institute of Technology

Використання фероелектричного середовища, яке генерувало сили, достатні для досягнення скорочення на 6,3 мм (19% довжини) при застосуванні 200 В. Також було помічено, що пристрій трохи рухається при 18 В, що вказує на те, що він може живитися навіть від простої батареї, відзначають дослідники.

Електростатичні приводи – це прості і легкі пристрої, що імітують людські м’язи. Їх використання дотепер в основному обмежувалося переміщенням невеликих ваг, оскільки для створення значних сил їм потрібна висока напруга, пояснюють вчені. Для створення сил, достатніх для підтримки руху і діяльності людини, традиційним пристроям потрібна напруга, яка може бути небезпечна для організму.


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


comments powered by HyperComments
Back to top button
comments powered by HyperComments