ساخت عضلات مصنوعی با استفاده از نانولوله های کربنی دستکاری شده - کلوب آگهی

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، محققان دانشگاه تگزاس با همکاری دانشمندانی از کره جنوبی، استرالیا و چین موفقیت به فراوری عضلات مصنوعی شدند.

در این عضلات هنگامی که از نیروی حرارتی استفاده می گردد، عضلات حرکت کرده و طول خود را منقبض می نمایند و با خنک شدن به طول اولیه خود برمی گردند. با این حال، عضلات حرارتی محرک محدودیت هایی دارند.

نانولوله های کربنی که با فرآیند الکتروشیمیایی کار می نمایند، گزینه ای مناسب برای پاسخگویی به تقاضای رو به افزایش برای عضلات مصنوعی قدرتمند، عظیم و سریع بوده که برای طیف وسیعی از کاربرد ها مانند رباتیک، پمپ های حرارتی و لباس های تغییر شکل دهنده مناسب است.

دکتر ری بوگمن، مدیر موسسه نانوتک، در دانشگاه دالاس، می گوید: عضلات حساس به محرک های الکتروشیمیایی گزینه امیدوارنماینده ای هستند، زیرا بازده تبدیل انرژی آن ها توسط ترمودینامیک محدود نمی گردد و می تواند حالت های انقباضی طولانی مدتی را حفظ کند در حالی که بار های سنگینی روی آن قرار داده شده است.

نتایج این پروژه در مجله American Association of the Advanced Science به چاپ رسیده است. در این مقاله محققان جزئیات مربوط به ابداع یک نخ الکتروشیمیایی تک قطبی قدرتمند را تشریح کردند که با سرعت بیشتری منقبض می گردد. این ویژگی مسائل مهمی که کاربرد های عضلات مصنوعی را محدود کرده، حل می نماید.

در عضلات مصنوعی حاوی نخ CNT، وقتی ولتاژ بین الکترود شمارنده و عضلات اعمال می گردد، باعث حرکت یون های الکترولیت به داخل عضله شده و عضله حرکت می نماید.

با این حال، CNT ها نیز محدودیت هایی دارند؛ برای مثال، الکترولیت ها فقط در یک دامنه ولتاژ پایدار هستند. خارج از این محدوده های تعریف شده، الکترولیت ها ممکن است خراب شوند.

بوگمن شرح می دهد که عضلات قبلی نمی توانستند از پایداری کامل الکترولیت ها استفاده نمایند. علاوه بر این، توانایی عضله در ذخیره بار مورد احتیاج برای تحریک به طور قابل توجهی با افزایش سرعت اسکن کاهش می یافت که باعث می گردد میزان ایستایی عضله با افزایش نرخ تحریک، کاهش یابد.

برای حل مسائل، محققان دریافتند که می توان سطح داخلی نانولوله های کربنی را با یک پلیمر یونی مناسب که حاوی گروه های عاملی دارای بار مثبت یا منفی است، پوشش داد.

کارشناسان شرح می دهند که پوشش پلیمری در نخ های نانولوله های کربنی موجب می گردد که عضلات مصنوعی در یک جهت منفرد در کل دامنه پایداری الکترولیت ها حرکت کند. این کار باعث سریع تر و قدرتمندتر شدن عضلات CNT می گردد. محققان برای ثبت پتنت مربوط به این فناوری اقدام کرده اند.