Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Posted in | Nanoanalysis

Новая Помощь Изучения Объясняет Удивительно Поведение Малюсеньких «Искусственних Мышц»

Published on April 27, 2010 at 8:24 PM

Используя лучи нейтрона и микроскопы атомн-усилия, команда исследователей университета работая с Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) может разрешить вопрос о годовалого 10 о экзотическом типе «искусственних мышц» - как они работают? Их results* смогло влиять на конструкцию инструментов специализированных будущим робототехнических.

Эти «искусственние мышцы,» сперва продемонстрировали в начале 1990-ых годов, «приводы металла ионного полимера составные» (IPMC), тонкая прокладка полимера покрынная на обеих поверхностях с дирижируя металлом. Основной блок молекулы полимера имеет порученный компонент прикрепленный к ему (следовательно, «ионно»), и он формирует вид открытой, проницаемой структуры который можно выдержать с молекулами воды и противоположно порученными ионами. Скромный электрический заряд через металлизированные поверхности причинит прокладку изогнуть в одном направлении; чередуя обязанность сделает ее завилять как кабель рыбы. Но почему?

Изгибать мышцу: Привод IPMC под прикладной электрическим напряжением тока. По Мере Того Как переключена полярность потенциала 3 вольтов, привод гнет взад и вперед. Кредит: R. Moore, Политехнический Институт Вирджинии И Государственный Университет

«Много дискуссия о механизме возбуждения в этих видах систем,» говорит Страницу Kirt научного работника материалов NIST. Одна возможность была что электрический заряд на металлизированных сторонах причиняет полимер и свободные ионы переориентировать рядом с металлом, протягивая одну сторону и заключая контракт другое. Но использующ луч нейтрона на Центре NIST для Исследования Нейтрона (NCNR) для того чтобы наблюдать IPMC в действии по мере того как оно завиляла взад и вперед, команда считала что-то очень различной. Нейтроны в частности хороши для отображать положения молекул воды, и они показали что главное усилие в приводе гидротехник. «Вода и ионы двигают до один электрод опухая одна сторона и обезвоживать другое, причиняющ то заключить контракт, и оно гнет в том направлении,» объясняет профессора Роберта Moore Техника Вирджинии, которого направил исследование. «После Этого вы слегка ударяете потенциал, ионы приходят кричащие назад-положительные ионы снова приблизя к новое отрицательное электрод-и вы можете пойти взад и вперед.»

Он случается удивительно быстро, согласно Странице. «Люди довольно не были убежены что вода смогла фактически двинуть над этими расстояниями которые быстро,» он говорит, «Эта бумага первое для того чтобы показать то в действительности, этот градиент в концентрации воды установлена почти мгновенно.»

Более лучшее вникание как раз как работа приводов IPMC смогла позволить исследователям проектировать более лучшие материалы этого типа с улучшенным представлением. Настоящие приводы могут быть малы и облегченны, и они могут изогнуть над относительно большими расстояниями, но усилие они могут произвести низко поэтому эти «мышцы» очень не сильны, согласно Moore. Они смогли быть использованы в microfluidic системах как насосы или клапаны, как малюсенькие робототехнические grippers в применениях где другие приводы непрактичный или даже, говорят Moore, «как фактические искусственние мышцы в живых тканях. Я думаю что мы все еще в этапе младенчества использования этих. Все еще довольно несколько деталей о механизме который нам нужно открыть.»

* J.K. Парк, P.J. Джонс, C. Sahagun, K.A. Страница, D.S. Hussey, D.L. Jacobson, S.E. Морган и R.B. Moore. Электрически простимулированные градиенты в концентрации воды и counterion внутри Дело electroactive приводов полимера Мягкое. 2010. 6. 1444-1452. DOI: 10.1039/b922828d.

Last Update: 12. January 2012 23:43

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit