Ученые разработали искусственное мышечное устройство, которое производит силу, в 34 раза превышающую его вес.
Исследователи разработали жидкостный переключатель с использованием искусственных мышц из ионного полимера, который работает при сверхмалой мощности и создает силу, в 34 раза превышающую его вес. Жидкостные переключатели управляют потоком жидкости, заставляя жидкость течь в определенном направлении, вызывая различные движения.
Исследовательская группа под руководством профессора Иль-Квона О из факультета машиностроения KAIST разработала мягкий жидкостный переключатель, который работает при сверхнизком напряжении и может использоваться в узких пространствах. Результаты опубликованы в журнале Science Advances .
Искусственные мышцы имитируют мышцы человека и обеспечивают гибкие и естественные движения по сравнению с традиционными двигателями, что делает их одним из основных элементов, используемых в мягких роботах, медицинских устройствах и носимых устройствах. Эти искусственные мышцы создают движения в ответ на внешние раздражители, такие как электричество, давление воздуха и изменения температуры. Для эффективной работы важно точно контролировать эти движения.
Выключатели на основе существующих двигателей было сложно использовать в ограниченном пространстве из-за их жесткости и больших размеров. Чтобы решить эти проблемы, исследовательская группа разработала электроионный мягкий привод, который может контролировать поток жидкости , создавая при этом большую силу даже в узкой трубе, и использовала его в качестве мягкого жидкостного переключателя.
Искусственная мышца из ионного полимера, разработанная исследовательской группой, состоит из металлических электродов и ионных полимеров и генерирует силу и движение в ответ на электричество. Полисульфированный ковалентный органический каркас (pS-COF), полученный путем объединения органических молекул на поверхности искусственного мышечного электрода, использовался для создания впечатляющей силы по сравнению с его весом при сверхмалой мощности (~ 0,01 В).
В результате искусственная мышца, которая была изготовлена тонкой, как волос, и толщиной 180 мкм, создавала силу, более чем в 34 раза превышающую ее легкий вес в 10 мг, чтобы инициировать плавное движение. Благодаря этому исследовательская группа смогла точно контролировать направление потока жидкости при малой мощности.
Профессор Иль-Квон О, руководивший этим исследованием, сказал: «Электрохимический мягкий флюидный переключатель, работающий при сверхмалой мощности, может открыть множество возможностей в области мягких роботов , мягкой электроники и микрофлюидики, основанных на управлении жидкостью. волокон для биомедицинских устройств, эта технология может быть немедленно использована в различных промышленных условиях, поскольку ее можно легко применить к сверхмалым электронным системам в нашей повседневной жизни».
Теги: биотехнологии, киборг, полимеры, экзоскелет
