Was sind kraftstoffbetriebene künstliche Muskeln?
Mit Kraftstoff angetriebene künstliche Muskeln beziehen sich auf Fortschritte in der Robotik und Technik von Forschern an der Universität von Texas am Dallas NanoTech Institute und der Pusan National University in Korea. Die Bemühungen wurden von Dr. Ray Baughman mit Hilfe von DARPA geleitet. Die Schaffung der kraftstoffbetriebenen künstlichen Muskeln wurde am 16. März 2006 angekündigt, und das von Experten begutachtete Papier, das die Technologie beschreibt, wurde am nächsten Tag in der renommierten Fachzeitschrift Science veröffentlicht .
Die kraftstoffbetriebenen künstlichen Muskeln sollen auf Nanotechnologie basieren, da sie mithilfe von Kohlenstoffnanoröhrenelektroden chemische Energie in mechanische Energie umwandeln und Nanopartikelkatalysatoren einsetzen. Der erste Versuch, künstliche Muskeln auf Basis von Nanotechnologie mit Kraftstoff zu betreiben, war ein "Cantilever-basierter Nanoröhren-Brennstoffzellenmuskel". Der freitragende Teil enthielt einen Streifen Nanoröhren, die mit dem ionischen Polymer Nafion und platiniertem Kohlenstoff bedeckt waren.
Der Cantilever betätigte nicht nur den Muskel, sondern war auch in elektrolytische Schwefelsäure getaucht und diente als Kathode der Brennstoffzelle, die ihn mit Strom versorgte. Eine weitere Elektrode trennte den Elektrolyten vom Wasserstoffbrennstoff. Die aktivierte Brennstoffzelle führte zur Injektion von Elektronenlöchern durch den Cantilever, die sich durch Quanten- und elektrostatische Effekte zusammenzogen. Der resultierende kraftstoffbetriebene künstliche Muskel war relativ schwach, aber aus experimenteller Sicht interessant.
Der nächste Versuch würde den kraftstoffbetriebenen künstlichen Muskel ergeben, der das Team auf der ganzen Welt berühmt machen würde. Der neue Muskel enthielt einen Speicherdraht, der mit Nanopartikeln aus Platinkatalysator beschichtet war, und wurde aktiviert, indem ein konstanter Kurzschluss erzeugt wurde, der zum Erhitzen und Biegen führte. Der resultierende kraftstoffbetriebene künstliche Muskel könnte mit Methanoldampf, Wasserstoff oder Ameisensäuredampf betrieben werden und sich mit dem 500-fachen der Fähigkeit zur Stresserzeugung des menschlichen Muskels zusammenziehen. Da es sich nur um 5% oder etwa das Vierfache des menschlichen Muskels zusammenziehen konnte, soll es eine etwa 100-fache menschliche Muskelfähigkeit haben.
Ein Roboter, der aus diesem kraftstoffbetriebenen künstlichen Muskel aufgebaut ist, könnte schwere elektrische Batterien zugunsten chemischer Kraftstoffe werfen, die überlegene Energie pro Gewichtseinheit transportieren. Das Team ging sogar so weit, die Integration zukünftiger Varianten in menschliche Probanden vorzuschlagen und Platinkatalysatoren für Enzyme fallen zu lassen, die in der Lage sind, Energiequellen im menschlichen Blutkreislauf zu nutzen. Dies könnte dazu führen, dass Cyborgs 100-mal stärker sind als herkömmliche Menschen.