Исследователи многие годы безрезультатно пытаются создать прочные и недорогие синтетические мышцы. Пока что, разработанные варианты либо слишком затратны, чтобы производить их в массовом порядке (например, углеродные нанотрубки) либо слишком хрупки и прожорливы в смысле потребления энергии, чтобы их можно было использовать вне исследовательских лабораторий. Однако команде исследователей из Массачусетского технологического института, похоже, удалось создать роботизированные мускулы из недорогого нейлонового волокна.
Секрет, как говорится в опубликованном в журнале Advanced Materials отчете, кроется в форме волокон, и том, как они нагреваются. Нейлоновые волокна имеют такую странную природную особенность, что когда их нагревают, то они сокращаются в длине и увеличиваются в ширине. Это делает их идеальными для линейных движений вроде поднятия веса прямо вверх. Но заставить нейлон сгибаться в процессе сокращения не так просто.
Однако исследователи смогли найти грамотное решение. Используя обычную нейлоновую нить, они сначала сжали ее, чтобы изменить ее поперечное сечение с круглого на квадратное. Затем нагрели только одну сторону нити, вынудив ее сжиматься быстрее не нагретой стороны и таким образом заставив всю нить согнуться. Источником тепла может быть все, от электрического сопротивления до химических реакций и даже лазеров.
Волокна на удивление долговечны, выдерживают до 100 тысяч циклов и могут сжиматься до 17 раз в секунду.
Этот прорыв может найти применение во многих отраслях промышленности и коммерции. Например, одежда из такой ткани сможет автоматически сокращаться, принимая форму тела, что означает, что теперь вам все будет по размеру. Такие волокна также можно использовать в конструкции самолетов и автомобилей.
С такими волокнами форма автомобиля может изменяться в реальном времени, чтобы минимизировать лобовое сопротивление. Технология также может быть применена в самонастраивающихся катетерах для инсулиновых помп. И в итоге, такую технологию возможно будет применять в биомиметических мышцах роботов. К сожалению, в работе ничего не было сказано о том, как скоро такие волокна начнут применяться за пределами лаборатории Массачусетского технологического института.
