Mięśnie dla robotów

| Technologia

Aerożel, o którym pisaliśmy przed dwoma laty, może posłużyć do zbudowania niezwykle silnych mięśni dla robotów. Materiał ten jest niewiele gęstszy od powietrza (1,5 miligrama/cm3), a jednocześnie wzdłuż osi nanorurek, z których jest zbudowany, jest bardziej wytrzymały od stali.

Okazuje się, że gdy do aerożelu przyłożymy napięcie elektryczne, siły działające pomiędzy nanorurkami odepchną je od siebie, trzykrotnie zwiększając szerokość materiału z prędkością 37 000 procent na sekundę. Rozciągliwość materiału jest 10-krotnie większa niż naturalnych mięśni i jego ruch odbywa się z 1000-krotnie szybciej. Siła rozciągania jest 30-krotnie większa niż siła mięśni.

Co więcej, aerożel może pracować w temperaturach, w jakich nie sprawdzają się żadne inne sztuczne mięśnie. Większość z nich działa przedziale od kilkunastu do 100 stopni Celsjusza. Istnieje jeden, który pracuje przy 500 stopniach. Tymczasem aerożelowe mięśnie działają pomiędzy -190 a 1600 stopni.

Aerożelowe mięśnie zbudowano z węglowych nanorurek o średnicy około 12 nanometrów, z których każda składała się z około 9 koncentrycznie ułożonych warstw. Za pomocą techniki osadzania z fazy gazowej nanorurki umieszczono na podłożu tak, by większość z nich była ułożona w tym samym kierunku. Podłoże wraz z nanorurkami umieszczono w etanolu, który następnie odparowano. To spowodowało 400-krotne zagęszczenie nanorurek, których warstwa liczyła 50 nanometrów grubości. Możliwe jest układanie kolejnych warstw w celu uzyskania większej wytrzymałości materiału.

Z prac naukowców z University of Texas cieszy się Yoseph Bar-Cohen, menedżer z należącego do NASA Jet Propulsion Laboratory, którego zadaniem jest stworzenie siłowników nadających się do zastosowania w kosmosie. Aerożelowe mięśnie sprawdzą się zarówno na gorącej powierzchni Wenus, jak i na zimnych księżycach Jowisza. Są ponadto lekkie, co jest niezwykle ważne przy wynoszeniu urządzeń w przestrzeń kosmiczną.

aerożel mięśnie siłownik robot NASA nanorurki