Углеродные мышцы: высокая эффективность и низкое энергопотребление

Разработчики из Иллинойса создали искусственные мышцы на основе углеродного волокна, которые могут поднимать вес, в 12 600 раз превышающий собственный. Кроме того, работа таких искусственных мышц не требует высокого входного напряжения. Разработка может найти применение в том числе в робототехнике и протезировании. 

Искусственная мышца диаметром 0,4 мм, усиленная углеродным волокном 

Исследователи из штата Иллинойс (США) рассказали о созданных ими искусственных мышцах. Новые мышцы изготовлены из силоксанового каучука, усиленного свернутым в спираль углеродным волокном.
Мышцы способны поднимать вес в 12 600 раз больше собственного, поддерживают механическое напряжение до 60 МПа, обеспечивая удельную работу до 758 Дж/кг. Это примерно в 18 раз больше, чем у человеческих мышц. Искусственные мускулы на основе углеродного волокна с электроприводом демонстрируют отличную производительность и при этом не требуют высокого входного напряжения. Авторы исследования продемонстрировали, что мышцы диаметром 0,4 мм способны поднимать почти два литра воды на высоту 3,5 см при применении напряжения всего 0,172 В/см.

Сами искусственные мышцы представляют собой катушки, состоящие из углеродных волокон и полидиметилсилоксана (PDMS). Своеобразный трос из углеродных волокон изначально погружают в неотвержденный PDMS, разбавленный гексаном, а затем скручивают простым сверлом для создания нити с однородной формой и постоянным радиусом.

По словам разработчиков, такие искусственные мышцы недорогие и легкие. Это позволит использовать их в разных сферах: робототехнике, протезировании, ортопедии и др.