Изменить шрифт:
A
A

Созданы искусственные мышцы, отличающиеся небывалой силой

Усилия международной группы исследователей под руководством Университета Техаса позволили получить дешевую, но прочную мышечную ткань. При ее создании использовали искусственные волокна. Сообщает издание Xinhua. Секрет прочности полученного материала кроется в применении скрученных особым образом полимерных волокон. Такие мышцы оказались гораздо прочнее обычной мышечной ткани человека. Так с их помощью можно поднять груз в 100 раз тяжелее. Искусственный аналог мышечной ткани способен генерировать мощность более чем в 7 лошадиных сил на килограмм.

В настоящее время уже разработаны искусственные мышцы с такими показателями, однако для их изготовления используются довольно дорогостоящие сплавы из никеля и титана. Цена такой искусственной мышечной ткани может составлять более 3000 долларов за килограмм. В то же время инновационные мышечные волокна стоят не более 5 долларов за килограмм.  При выполнении исследования ученые сравнили настоящие и искусственные мышечные волокна. Оказалось, что в то время как натуральные мышцы сокращаются лишь на 20%, сокращение искусственных мышечных волокон достигает 50% от своей длины.  Это позволяет выполнять значительно большую работу при меньшем усилии. Кроме того исследование полученного материала доказало, что новые искусственные мышцы могут идеально подойти для изготовления частей роботов и экзоскелетов.

Диаметр применяемых в построении инновационных мышечных волокон не больше человеческого волоса. Скручивание отдельных элементов позволяет получать закруженную в спираль мышцу из полимерных материалов, способную поднять груз в 7,3 килограмма. При параллельной работе около сотни искусственных мышечных волокон в состоянии поднять около 0,8 тонны. Использование еще более тонких полимерных нитей позволяет создавать сложные мышечные системы, работающие наподобие мелких мимических мышц лица.  Данная технология может стать идеальным решением для создания человекоподобных роботов, а также выполнения высокоточных роботизированных оперативных вмешательств. Такие мышечные волокна могут работать как связующее звено между сенсорными системами и человеческим телом в технологиях протезов нового поколения.

Особенно удобным является то, что искусственные мышечные волокна можно контролировать при помощи смены температуры. Особое полотно имеет специальные отверстия, способные открываться и закрываться в зависимости от смены температуры. Применение данной технологии дает возможность отказываться от систем, работающих на электрическом токе. Независимость инновационной разработки от сети электропитания  делает ее мобильной и удобной для использования в любых условиях.

В недавнее время также были созданы искусственные мышцы из нанотехнологической пряжи. Пропитанные парафином наномолекулы способны поднимать массу в 100 раз тяжелее по сравнению с их собственным весом. Полые цилиндры, выполненные из материала, напоминающего графит, примерно в 10 тысяч раз тоньше обычного человеческого волоса, однако в 100 раз прочнее стали. Кроме того они являются гораздо более эластичными, чем резина и способны расширяться  и сжиматься за считанные миллисекунды. Эффективная работа искусственных мышечных волокон возможна при температурах от  -200оС до 1600 оС. механизм сокращения мышцы основан на нагревании парафина при пмоощи электрического тока или световых импульсов. В результате такого воздействия нанотрубка расширяется или увеличивается в размерах, что вызывает сокращение  мышечного волокна. Простота и высокая производительность искусственных мышц позволяет успешно использовать их в робототехнике и хирургии.

Обращение на Лечение