Вы здесь

Физики превратили нанотрубки и воск в мощные синтетические мускулы

<p>МОСКВА, 15 ноя — РИА Новости. Физики создали новый вид искусственных мускулов из воска и «пряжи» из углеродных нанотрубок, которые примерно в 200 раз сильнее, чем их естественные аналоги, и опубликовали «инструкцию» по сборке таких волокон в статье в журнале Science.</p><p>«Синтетические мускулы, которые мы разработали, способны производить мощные и сверхбыстрые сокращения. Это позволяет им поднимать в 200 раз больше массы, чем естественные мускульные волокна аналогичных размеров. И хотя мы все с оптимизмом смотрим на ближайшие перспективы их применения на практике, эти мускулы пока нельзя использовать для прямой замены мышц в человеческом теле», — заявил руководитель группы ученых Рэй Бакмэн (Ray Baughman) из университета штата Техас в Далласе (США).</p><p>Бакмэн и его коллеги совершили это открытие, изучая свойства одного из самых популярных материалов для создания искусственных мускулов — углеродных трубок.</p><p>Как правило, нанотрубки используются в таких устройствах не по отдельности, а в виде спиралевидных связок или других сложных пространственных конфигураций. В большинстве случаев эти конструкции заполняются рабочим телом — водой или другими веществами, способными расширяться при приложении тепла или электричества. При расширении объема рабочего тела мускулы сокращаются, имитируя работу их живых аналогов.</p><p>Авторы статьи перебрали несколько вариантов наполнителей «пряжи» из нанотрубок, пока не остановились на синтетическом воске из парафина. По словам ученых, данный материал обладает несколькими достоинствами — он хорошо расширяется при нагреве, химически инертен и не распадается при высоких температурах.</p><p>Физики изготовили несколько связок мускулов из туго сплетенных нанотрубок, заполнили их воском и испытали в деле. Для этого ученые прикрепили к мускульному волокну микро-гирю и стали периодически нагревать его при помощи лазера.</p><p>Результаты эксперимента поразили Бакмэна и его коллег — их мускульное волокно совершало свыше 1,2 тысячи сокращений в минуту и поднимало гирю, масса которой превышало его собственную в 100 тысяч раз. Скорость работы мускула можно увеличить в 10 раз, если он будет не сокращаться, а вращаться как ротор электродвигателя. Свойства «мускула» не ухудшились за 2 миллиона непрерывных сокращений и сжатий, что позволяет использовать эту технологию в промышленных целях.</p><p>По словам ученых, восковые «мускулы» оказались чрезвычайно эффективными с точки зрения энергопотребления — они примерно в четыре раза эффективнее двигателей внутреннего сгорания и выступают наравне с мощными электрическими моторами. Это открывает дорогу к широкому промышленному применению устройств на базе искусственных мускулов.</p><p>«Впечатляющие способности нашей „пряжи“, как и возможность изготавливать волокна длиной в километр, позволяют нам говорить о возможности быстрой коммерциализации этой технологии в виде микродвигателей из сантиметровых „мускулов“. С другой стороны, задача значительно усложняется, если думать об изготовлении больших двигателей, в которых тысячи индивидуальных волокон будут работать параллельно», — заключает Бакмэн.</p>