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새로운 연구는 타이니 "인공 근육"의 놀라운 행동을 설명하도록 지원

Published on April 27, 2010 at 8:24 PM

중성자 빔 및 원자 - 강제 현미경, 작업 대학 연구자의 ​​팀을 사용하여 국가 표준 기술 연구소 (NIST 것은) "인공 근육"의 이국적인 클래스 - 그 놈들이 어떻게 작동합니까 약 10 년 된 질문 해결에 도움이 될 수 ? 그들의 결과 * 미래 로봇 전문 도구의 디자인에 영향을 미칠 수 있습니다.

먼저 1990 년대 초반에 입증이 "인공 근육은,", "이온 폴리머 금속 복합"(IPMC) 액츄에이터, 금속을 주례로 두 표면에 도금 얇은 폴리머 스트립입니다. 폴리머 분자의 기본 단위 (따라서, "이온")에 연결되어 부과 구성 요소를 가지고 있으며, 그것은 물 분자와 이온 oppositely 청구로 적셔 수 있습니다 열고, 투과 구조의 일종을 형성. metalized 표면에 걸쳐 겸손한 전기 요금 스트립 한 방향으로 플렉스가 발생할 것이다; 교류 요금은 물고기의 꼬리처럼 흔드는 것입니다. 그런데 왜?

근육 Flexing : 적용된 전기 전압 이하 굽힘 IPMC 액츄에이터. 3 볼트 잠재력의 극성이 전환되면서 앞뒤 액추에이터 숨어. 제공 : R. 무어, 버지니아 폴리 테크닉 연구소 및 주립 대학교

"시스템의 이러한 종류의 작동의 메커니즘에 대해서 논쟁이 많은가 발생했습니다"NIST 재료 과학자의 Kirt 페이지는 말합니다. 하나의 가능성은 metalized 얼굴에 전기 요금 폴리머와 자유 이온이 한쪽을 스트레칭하고 다른 계약, 금속 옆에 자신을 방향으로 일으키는했다. 하지만 앞뒤 wiggled 같은 조치 IPMC를 볼 뉴트론 연구 NIST 센터 (NCNR)에 중성자 빔을 사용하여, 팀은 매우 다른 무언가를 발견했습니다. 중성자는 물 분자의 위치를​​ 매핑 특히 좋은 있으며, 그들은 액츄에이터의 주요 힘은 유압 것을 보여주었다. "물과 이온은 계약에 발생 한 측면을 팽창하고 다른 dehydrating 한 전극으로 이동하고, 그 방향으로 향한은"연구를 감독 버지니아 공대 교수 로버트 무어를 설명합니다. "그럼 당신은 잠재력을 뒤집어, 이온 다시 새로운 부정적인쪽으로 이동 백 긍정적인 이온 비명 올 전극 - 당신은 앞뒤로 이동할 수 있습니다."

그것은 페이지에 따르면, 놀랍게도 빠르게 발생합니다. "사람이 꽤 물이 정말 빠르게 이러한 거리 이동 수 있다고 확신되지 않았습니다"그는 말합니다, "이 종이는 사실, 물 농도에서 구배가 거의 즉시 설립이라는 것을 보여주기 위해 처음입니다."

얼마나 IPMC 액츄에이터 작업의 더 나은 이해 연구자들은 향상된 성능이 유형의 더 나은 자료를 엔지니어도록 할 수 있습니다. 현재 액추에이터는 소형 경량 수 있으며, 그들은 비교적 큰 거리를 통해 플렉스 수 있지만, 그들이 생성할 수 무력이 "근육"무어에 따르면, 강한 없도록 낮습니다. 그들은 다른 액츄에이터도 허무거나 응용 프로그램에서 작은 로봇 grippers로, 펌프 또는 밸브로 microfluidic 시스템에서 사용할 수 무어는 실제 인공 근육이 살아있는 조직 인치 제가 생각하는 우리가 사용하는 초기 단계에있어 "라고 이. 우리가 잠금을 해제해야하는 메커니즘에 대한 자세한 내용 꽤 숫자가 아직도있다. "

* JK 공원, PJ 존스, C. Sahagun, KA 페이지, DS Hussey, DL 자콥슨, SE 모건과 RB 무어. 전기 electroactive 폴리머 액츄에이터 내에 소프트 물질을 물과 counterion의 농도에 그라디언트를 자극. 2010. 6. 1444년에서 1452년까지. 간접 : 10.1039/b922828d.

Last Update: 9. October 2011 04:38

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