En el mit han creado artificiales las fibras musculares de nylon

Los músculos artificiales – los materiales, capaz de estirarse y contraerse como muscular de las fibras nerviosas. Se puede utilizar en muchos ámbitos de los componentes de la robótica para la industria automotriz y la industria de la aviación. Los investigadores del mit han declarado que han desarrollado la más simple y barata de un sistema para la creación de estas "músculos".

Un componente clave de la que los científicos del mit han hecho de la fibra de los músculos artificiales – de bajo costo y ampliamente difundidos fibra de nylon. Un nuevo enfoque en el uso de este material consiste en la creación y en el calentamiento de las fibras de cierta manera.


Anteriormente, los investigadores han desarrollado el principio de la utilización de espirales de nylon hilo para simular поступательную el trabajo de los músculos. Se ha demostrado que en el caso concreto del tamaño y el peso de estos dispositivos puedan expandirse y contraerse, almacenar y liberar más energía que los naturales de los músculos. Pero repetir изгибающие de movimiento de los dedos y las extremidades de la persona es más complicado. Como afirman los investigadores del mit, a ellos todavía nadie había podido resolver este problema es fácil y barato.

Hay materiales que se pueden utilizar para la reproducción curvada de los movimientos en el biomédica dispositivos o pantallas táctiles. Pero, la mayoría de estos materiales "exóticos" y caros y difíciles de fabricar. Por ejemplo, el hilo de los nanotubos de carbono es un material duradero, capaz de soportar más de un millón de ciclos de compresión, pero todavía es demasiado caro para el uso general. Aleaciones con efecto de memoria de forma proporcionan una sólida tensión, pero sostienen total de 1000 ciclos.

En el nuevo sistema, se utiliza material barato y fácil el proceso de producción. Nylon sostiene el suficiente número de ciclos mediante el método de la formación de fibras de nylon. Algunos de los materiales de polímero de fibras, incluyendo nylon, tienen insólito: cuando se calienta y se reducen en longitud, pero se expanden en el diámetro. Algunos científicos han utilizado esta propiedad para crear un dispositivo de accionamiento lineal. Pero para convertir lineales positivas para el movimiento en las curvas, se necesitan dispositivos como mecánico de la unidad o намоточного del tambor. Esto añade complejidad y aumenta los costos. El equipo del mit iba a utilizar directamente la fuerza del movimiento sin necesidad de piezas mecánicas.

El actuadores lineales, fabricados a partir de materiales poliméricos, hay una desventaja importante: para hacer la reducción, el material necesario para enfriar. La velocidad de enfriamiento puede ser un factor limitante. Sin embargo, los científicos dieron cuenta de que esta debilidad puede convertirse en una ventaja. Muestreo de calor de una parte de la fibra hace que se deteriora más rápido que el calor llega hasta el lado opuesto. Por lo tanto, el hilo podría desviarse hacia un lado. Como señala el candidato de las ciencias seyyed Мирвакили, autor principal del estudio, era necesario lograr la combinación de dos propiedades: alta tensión (tensión de reducción) y la baja conductividad térmica.

Para hacer que este sistema funcione de manera eficiente como artificiales de los músculos, la sección transversal de la fibra que deben procesar. Para modificar la sección transversal con circular a rectangular o cuadrada, el equipo de "расплющивала". A continuación, los científicos se calienta un lado, mientras que la fibra de doblar. El cambio de dirección de calentamiento ha llevado a que la fibra desempeñaba la más complejos de movimiento. En el laboratorio las pruebas de que el equipo utilizó este método de calentamiento, para hacer que la fibra de realizar movimientos circulares y de "ochos". Según los científicos, las fibras pueden moverse y más complejas trayectorias.

Como fuente de calor, ideal para eléctrico calentador resistente, reacciones químicas o un rayo láser, que emite en el hilo. En algunos experimentos, los investigadores se pintaban la fibra especial электропроводную la pintura y manteniéndolo en el mismo lugar con la ayuda de aglutinantes de resina. Bajo tensión calentaba sólo una parte de la fibra, cubierto de pintura. Calentandose por un lado, la fibra podría desviarse hacia un lado. Si la caliento con lo contrario, el hilo vuelve a su posición original.

Los estudios han demostrado que el material soporta más de 100 mil ciclos de flexión y se puede contraerse y relajarse hasta 17 veces por segundo. En opinión de ian hunter, uno de los autores de la investigación, tales fibra son ideales para la producción de la ropa, que se reducen, para adaptarse a los contornos del cuerpo de la persona. Entonces los fabricantes podrían reducir la línea de cota, incrementando la comodidad y facilitar el ajuste. De гнущихся las fibras de hacer zapatos, que se siente exactamente por la pierna, y su rigidez y la forma que en cada paso de ser gobernado.

El sistema se puede utilizar para la producción de plug and play de los catéteres y otros biomédica de dispositivos. En el largo plazo, se puede crear sistemas mecánicos, como paneles exteriores para los coches. Panel de fibras de manejaran una forma aerodinámica para adaptarse a los cambios en la velocidad y el viento. O puede aplicar como automáticos, sistemas de seguimiento solar. Se podría utilizar el exceso de calor, para controlar la orientación de la batería hacia el Sol.

El trabajo científico publicado en la revista Advanced Materials 23 de noviembre de 2016
DOI: 10.1002/adma.201604734

Fuente: geektimes.ru/post/282982/