Forskare Skapar Vaxa-Fyllda Muskler för KolNanotube Garn

Published on November 16, 2012 at 6:53 AM

Nya konstgjorda muskler som göras från nanotechgarner och infuseds med paraffin, vaxar kan lyfta mer, än 100.000 tider deras eget väger och frambringar 85 tider mer mekanisk driver under contraction, än samma storleksanpassar den naturliga muskeln, enligt forskare på Texasuniversitetet på Dallas och deras landskamplag från Australien, Kina, Sydkorea, Kanada och Brasilien.

Forskare för UT Dallas har gjort konstgjorda muskler från kolnanotubegarner som har infiltrerats med paraffin vaxar och vridet, tills spolar bildar längs deras längd. Diametern av detta rullade ihop garn är om två gånger bredden av ett människahår. (Kreditera: Texasuniversitetet på Dallas)

De konstgjorda musklerna är garner som konstrueras från kolnanotubes, som är seamless, ihåliga cylindrar som göras från den samma typen av grafitlagrar som finnas i kärna ur av det vanliga, ritar. Individnanotubes kan vara 10.000 tider mindre, än diametern av ett människahår, yet, dunka-för-dunkar, kan vara 100 tider starkare än stålsätter.

”De konstgjorda musklerna, som vi har framkallat kan ge stort, väger ultrafast contractions till elevatorn som är 200 tider tyngre, än möjligheten för en naturlig muskel av samma storleksanpassar,”, sade Dr. Stråle Baughman [uttalad BAK-man], lagledare, Robert A. Walesisk Professor av Kemi och direktören av det Alan G. MacDiarmid NanoTech Institutet på UT Dallas. ”Near-benämner Stunder som vi är upphetsada, omkring applikationmöjligheter, dessa konstgjorda muskler är just nu olämpliga för utbytning direkt av muskler i människokroppen.”,

Beskrivit i studien publicerad on-line today i föra journal överVetenskapen, göras de nya konstgjorda musklerna, genom att infiltrera enändrande ”gäst,” liksom paraffinen, vaxar använt för stearinljus, in i vridet garn som göras av kolnanotubes. När du Värmer detfyllda garnet, endera elektriskt eller att använda en ljusblixt, orsakar vaxa för att utvidga, garnvolymen till förhöjning och garnlängden som ska avtalas.

Kombinationen av garnvolymförhöjning med garnlängdminskning resulterar från det spiralformigt strukturerar producerat, genom att vrida garnet. Ett barn fingrar manschetttoyen, som planläggs för att fånga en person fingrar i båda avslutar av en spiralformigt vävd cylinder, har en motsvarande handling. Till flykten måste en skjuta fingrar tillsammans, som avtalar rörets längd och utvidgar dess volym och diameter.

”På grund av deras enkelhets- och kickkapacitet, kunde dessa garnmuskler användas för sådan olika applikationer som robotar, catheters för minsta invasive kirurgi, micromotors, går runt blandare för microfluidic, tunable optiska system, microvalves, positioners och även toys,”, sade Baughman.

Muskelcontractionen - också kallad aktivering - kan vara ultrafast och att uppstå i 25 tusendelar av en understödja. Inklusive tider för både aktivering och omsvängning av aktiveringen, visade forskarna ett contractile driver täthet av 4,2 kW/kg, som är fyra tider detväga förhållandet av inre förbränningsmotorar för allmänningen.

Att uppnå dessa resultat, vreds defyllda kolnanotubemusklerna högt till jordbruksprodukter som rullar ihop, som med rulla ihop som ses av ett rubber musikband av gummi-musikband-driven, modellera flygplan.

När det är fritt för att rotera, untwists ettfyllt garn, som det värmas elektriskt eller av en pulsera av ljust. Denna rotation vänder om, när att värma stoppas, och garnet kyler. Den Sådan torsional handlingen av garnet kan rotera fäst paddlar till ett genomsnitt rusar av 11.500 rotationer per minimalt för mer, än 2 miljon reversible cyklar. Dunka-per-Dunka, är det frambragda vridmomentet litet högre, än erhållande för stor elkraft bilar, sade Baughman.

Därför Att garnmusklerna kan vridas tillsammans och är kompetent att vävas, sys, flätas och knytas, kan de utplaceras slutligen i en variation av själv-drev intelligent material och textilar. Till exempel kan ändringar i miljö- temperatur eller närvaroen av kemiska medel ändra gästvolym; den sådan aktiveringen kunde ändra textilporositet för att ge termisk komfort eller kemiskt skydd. Sådan garn tränga sig in kan också är van vid reglerar en flödesventil som svar på avkända kemikalieer eller justerar blind öppning för fönster som svar på omgivande temperatur.

Även utan tillägget av en materiell gäst, grundar co-författarna det som introducerar rulla ihop till nanotubegarnförhöjningarna tiofaldigt samverka garn termiska utvidgning. Denna samverka termiska utvidgning är negationen som är menande, som det unfilled garnet avtalar, som det värmas. När du Värmer garnet i inert atmosfär från rumstemperatur till omkring 2.500 grader Celsiust g mer än 7 procent contraction, när lyfta skurkroll laddar som indikerar att dessa muskler kan utplaceras till temperaturer C som 1000 ovanför smältningen pekar av stålsätter, var ingen annan kick-arbete-kapacitet utlösare kan fortleva.

”Indikerar Denna väldeliga förstärkta termiska utvidgning för de rullade ihop garnerna, att de kan användas som intelligent material för temperaturregleringen mellan minus och 2.500 C för 50 C,” sade Dr. Márcio Lima, en forskningbundsförvant i det NanoTech Institutet på UT Dallas som var denbly- författare av Vetenskapen som var pappers- med doktorandNa Li av den Nankai Universitetar och det NanoTech Institutet.

”Föreslår den anmärkningsvärda kapaciteten av vår garnmuskel och vår närvarande kapacitet för att fabricera kilometer-längden garner feasibilityen av tidig sortcommercializationen som lilla utlösare som består av cm-fjäll garnlängd,”, sade Baughman. ”Är den svårare utmaningen, i att upscaling våra singel-garn utlösare till stora utlösare som hundreds eller tusentals individgarnmuskler fungerar i i parallell.”,

Källa: http://www.utdallas.edu

Last Update: 16. November 2012 09:29

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