연구원은 왁스 채워진 탄소 Nanotube 털실 근육을 만듭니다

Published on November 16, 2012 at 6:53 AM

nanotech 털실에게서 하고 파라핀유로 주입된 새로운 인공적인 근육은 이상의 100,000 시간을 그들의 자신의 무게 들고 수축 도중 과학자에 따라 택사스 대학에 달라스와 그들의 국제적인 팀에 호주, 중국, 대한민국, 캐나다 및 브라질에서 85 같은 크기 자연적인 근육 보다는 시간 기력을, 일으킬 수 있습니다.

UT 달라스 연구원은 파라핀유로 침투되고 그들의 길이에 따라서 코일 양식까지 뒤틀린 탄소 nanotube 털실에게서 인공적인 근육을 만들었습니다. 이 코일 털실의 직경은 사람의 모발의 폭에 관하여 두번 입니다. (크레딧: 달라스에서 택사스 대학)

인공적인 근육은 정규적인 연필의 코어에서 찾아낸 흑연 층의 동일 모형에게서 한 이음새가 없는, 빈 실린더인 탄소 nanotubes에서 구성된 털실입니다. 개별적인 nanotubes는 사람의 모발의 직경이, 그러나, 파운드 를 위해 파운드, 강철 100 시간 더 강할 수 있다 더 작을 10,000 시간 수 있습니다.

"우리가 같은 크기의 자연적인 근육을 위해 200닢 시간 더 무거운 가능한상승 무게에 큰, 초고속 수축을 제공해서 좋은 발육시킨 인공적인 근육," UT 달라스에 박사, 화학의 팀 지도자, 교수 로버트 A. Welch 및 알랜 G. MacDiarmid NanoTech 학회의 디렉터를 말했습니다 Ray Baughman [뚜렷한 BAK 남자]. "우리가 근기 응용 가능성에 관하여 흥분하는 동안, 이 인공적인 근육은 곧 직접 인체에 있는 근육 대체를 위해 부적합니다."

전표 과학에 있는 연구 결과에 의하여 간행된 온라인 오늘에서 기술해, 새로운 인공적인 근육은 탄소 nanotubes로 만든 꼬이는 털실로 초에 사용된 파라핀유와 같은 양 변경 "게스트를," 침투해서 합니다. 왁스 채워진 털실을, 전기로 가열하거나 증가에, 털실 양, 및 계약체결에 털실 길이 이용하기 확장하기 위하여 빛의 섬광, 원인 왁스.

털실 길이 감소와의 털실 양 증가의 조합은 털실을 뒤틀어서 일어난 나선형 구조물에서 유래합니다. 나선형으로 길쌈된 실린더의 두 끝 전부에 있는 사람의 핑거를 덫을 놓기 위하여 디자인되는, 아이의 핑거 팔목 장난감에는 유사한 활동이 있습니다. 도주하기 위하여는, 관의 길이를 계약하고 그것의 양 및 직경을 확장하는 사람은 핑거를 함께 밀어야 합니다.

"그들의 간명 및 고성능 때문에, 이 털실 근육은 다양한 응용을 위해 로봇, 최소로 침략적인 수술을 위한 카테테르, micromotors, microfluidic 회로, 조정 가능한 광학계, microvalves, positioners 및 장난감 조차를 위한 믹서,"와 같은 사용될 수 있었습니다 Baughman는 말했습니다.

근육 수축 - 또한 불린 발동 - 초고속 일 수 있어, 초의 25-thousandths에서 발생하. 발동의 발동 그리고 역분개 둘 다를 위한 시간을 포함하여, 연구원은 4 시간 일반적인 내연 기관의 힘 에 무게 비율인 4.2 kW/kg의 수축성 전원 밀도를 설명했습니다.

이 결과를 달성하기 위하여는, 게스트 채워진 탄소 nanotube 근육은 높게 감기기로 고무 악대 강화한 모형 비행기의 고무줄의 보이는 것과 같이 감기기 일으키도록 뒤틀렸습니다.

자유로운 때 자전하기 위하여, 왁스 채워진 털실은 전기로 또는 광 펄스에 의해 가열되는 때 풀. 이 교체는 가열이 중단되골 털실이 냉각할 때 반전합니다. 털실의 그 같은 비틀 활동은 2백만개의 되짚기 순환을 위한 분당 회전 11,500의 평균 속력에 붙어 있던 헤엄을 자전할 수 있습니다. 파운드 당 파운드는, 생성한 토크 Baughman가를 위해 장악되어 말했다 큰 전동기 경미하게 더 높습니다.

털실 근육이 함께 뒤틀리기 수 있고기 길쌈하고, 꿰매어지고, 땋아지고 매듭을 짓기 수 있기 때문에, 다양한 각자 강화한 지적인 물자 및 직물에서 결국 배치될지도 모릅니다. 예를 들면, 화학 약제의 환경 온도 존재에 있는 변경은 게스트 양을 바꿀 수 있습니다; 그 같은 발동은 직물 열 안락 또는 화학제품 보호해주기 위하여 유공성을 바꿀 수 있었습니다. 그 같은 털실 근육은 또한 검출한 화학제품에 응하여 교류 벨브를 통제하기 위하여 사용될지도 모릅니다, 또는 주위 온도에 응하여 블라인드 개통을 조정하십시오.

게스트 물자의 추가 없이 조차, 공동 저자는 nanotube 털실에 감기는 소개하는 것이 털실의 열 확장 계수를 10 배로 증가시킨다는 것을 것을을 발견했습니다. 이 열 확장 계수는 격렬할 것이 때 부정적, 빈 털실이 계약한다는 것을 의미하이어. 실내 온도에서 대략 2,500 섭씨 온도에 불활성 환경에 있는 털실을 가열하는 것은 이 근육이 다른 높 일 수용량 액추에이터가 살아날 수 없는 강철의 융해점의 위 온도 1000년 C에 배치될 수 있다는 것을 표시하는 무거운 짐을 들 때 7% 이상 수축을 제공했습니다.

"그(것)들이 0와 2,500 C 이하 50 C 사이 온도 조절을 위해 지적인 물자로 이용될 수 있다는 것을 코일 털실을 위한 이 매우 증폭한 열 확장,"는 말했습니다 Marcioo 리마 의 Nankai 대학과 NanoTech 학회의 대학원 학생 Na Li를 가진 과학 종이의 지휘관 지도 저자인 UT 달라스에 NanoTech 학회에 있는 연구원 박사를 표시합니다.

"센티미터 가늠자 구성하고 있는 작은 액추에이터가 길이를 실을 감는 때 킬로미터 길이 털실을 날조하는 우리의 털실 근육의 현저한 성과 및 우리의 존재하는 기능은 초기 상품화의 실행가능을," Baughman 말했습니다 건의합니다. "더 어려운 도전 개별적인 털실 근육의 수백 또는 수천이."는 평행으로 작동하는 큰 액추에이터에 우리의 단 하나 털실 액추에이터를 upscaling에 있습니다

근원: http://www.utdallas.edu

Last Update: 16. November 2012 09:28

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