Co to są sztuczne mięśnie zasilane paliwem?

Sztuczne mięśnie zasilane paliwem odnoszą się do postępu w robotyce i inżynierii przez naukowców z University of Texas w Dallas NanoTech Institute i Pusan ​​National University w Korei. Wysiłek prowadził dr Ray Baughman, z pomocą DARPA. Stworzenie sztucznych mięśni zasilanych paliwem ogłoszono 16 marca 2006 r., A recenzowany artykuł opisujący technologię został opublikowany w prestiżowym czasopiśmie Science następnego dnia.

Uważa się, że sztuczne mięśnie zasilane paliwem opierają się na nanotechnologii, ponieważ wykorzystują nanorurkowe elektrody węglowe do przekształcania energii chemicznej w energię mechaniczną i wykorzystują katalizatory nanocząstkowe. Pierwszą próbą opartych na nanotechnologii sztucznych mięśni zasilanych paliwem było „oparte na wsporniku nanorurkowe ogniwo paliwowe”. Część wspornikowa zawierała pasek nanorurek pokrytych jonowym polimerem Nafion i węglem pokrytym platyną.

Oprócz aktywacji mięśnia wspornik zanurzono w elektrolitycznym kwasie siarkowym i służył on za katodę ogniwa paliwowego, które go zasilało. Inna elektroda oddzieliła elektrolit od paliwa wodorowego. Aktywowane ogniwo paliwowe spowodowało wtrysk dziur elektronowych w całym wsporniku, co skurczyło go poprzez efekty kwantowe i elektrostatyczne. Powstały sztuczny mięsień napędzany paliwem był stosunkowo słaby, ale interesujący z perspektywy eksperymentów.

Następna próba doprowadziłaby do wytworzenia sztucznego mięśnia zasilanego paliwem, dzięki czemu zespół stałby się sławny na całym świecie. Nowy mięsień wprowadził drut pamięci pokryty nanocząstkami katalizatora platynowego i osiągnął aktywację poprzez wytworzenie stałego zwarcia, co doprowadziło do jego nagrzania i zgięcia. Powstały sztuczny mięsień zasilany paliwem może działać na oparach metanolu, wodoru lub parach kwasu mrówkowego i skurczyć się z 500-krotnością zdolności ludzkiego mięśnia do generowania stresu. Ponieważ mógł skurczyć się tylko o 5%, czyli około cztery razy mniej niż ludzki mięsień, mówi się, że ma około 100-krotnie większe możliwości mięśni ludzkich.

Robot zbudowany z tego napędzanego paliwem sztucznego mięśnia może podrzucać ciężkie akumulatory elektryczne na rzecz paliw chemicznych, które przenoszą wyższą energię na jednostkę masy. Zespół posunął się nawet tak daleko, że zasugerował włączenie przyszłych wariantów u ludzi, upuszczając katalizatory platynowe dla enzymów zdolnych do wykorzystywania źródeł energii w krwioobiegu człowieka. Może to prowadzić do cyborgów 100 razy silniejszych niż konwencjonalni ludzie.