Искусственные мышцы из углеродных нанотрубок: в 200 раз сильнее

Новые искусственные мышцы из нанотехнологической пряжи, пропитанные парафином, могут поднять вес, более чем в 100 тыс. раз превышающий их собственный, и сгенерировать в 85 раз больше механической энергии, чем такого же размера природные мышцы. К такому мнению пришли ученые из Техасского университета в Далласе и специалисты из их международной команды из Австралии, Китая, Южной Кореи, Канады и Бразилии.

Нити искусственных мышц сплетены из углеродных бесшовные нанотрубок. Эти полые цилиндры сделаны из того же типа графита, что и грифели обычных карандашей. Сами по себе нанотрубки могут быть в 10 тыс. раз тоньше человеческого волоса, но в 100 раз прочнее стали и более эластичные, чем резина. Они способны расширяться и сжиматься за какие-то миллисекунды и работать при температурах от минус 200 до плюс 1600.

"Искусственные мышцы, которые мы разработали, способны к сверхбыстрым сокращениям и могут обеспечить подъем предметов, в 200 раз тяжелее, чем естественная мышца такого же размера, - сказал доктор Рэй Боуман, руководитель группы. - Хотя мы рады, что наше открытие может применяться в разных областях, но пока эти искусственные мышцы еще непригодны для прямой замены мышц в человеческом теле".

Новые искусственные мышцы – это крученая пряжа из бесшовных нанотрубок, которые пропитаны самым обычным парафином. Далее парафин нагревают с помощью электрического тока или светового импульса. Он расширяется, нанотрубка, наполненная им, тоже увеличивается в объеме, но ее длина при этом уменьшается – так происходит сокращение.

Исследователи выяснили, что мощность энергии сокращения такой нити составляет 4,2 кВт / кг, что в четыре раза больше отношения мощности двигателя внутреннего сгорания к его весу.

"Из-за своей простоты и высокой производительности, эти мышцы из нанотрубок могут быть использованы в таких разнообразных направлениях, как роботехника, изготовления медицинских катетеров для инвазивной хирургии, создание микромоторов, всевозможных клапанов или мембран и даже игрушек", - сказал доктор Боуман.

По мере продолжения изучения свойств, область применения новой пряжи из нанотрубок наверняка будет все больше и больше расширяться. Уже наметились новые пути внедрения этого технологического достижения - к примеру, поскольку пряжа эластична и может быть скручена в нить, то из нее можно соткать полотно. И даже пошить особую одежду, которая может сама реагировать на температурные и химические изменения окружающей среды и если надо изменять свою фактуру.