новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

Новости химической науки > Стимпанк теперь не только в фантастике


29.1.2016
средняя оценка статьи - 3.6667 (3 оценок) Подписаться на RSS

Исследователи из Китая разработали для искусственных мускулов новый привод-актюатор из композитного материала, объединяющего углеродные нанотрубки и кремнийорганический полимер. Новый двигатель приводится в действие парами воды, и предполагается, что его можно будет использовать во многих областях – создание роботов в мягких корпусах, сенсоров и даже устройств для искусственного сердца.

Актюатор представляет собой исполнительное устройство или его активный элемент, преобразующий один из видов энергии (электрической, магнитной, тепловой, химической и др.) в другую (чаще всего - в механическую), что приводит к выполнению определенного действия, заданного управляющим сигналом. В случае этого исследования актюатор должен вести себя подобно мышечной ткани, сокращающейся или расслабляющейся при воздействии определенного сигнала. К сожалению, на настоящий момент сложность и недолговечность актюаторов, созданных «по образу и подобию» мышечной ткани, не позволяет организовать их применение в клинической медицине.



Силиконовая мембрана актюатора может увеличиваться в объеме до шести раз от исходного размера. (Рисунок из : J Mater. Chem. B., 2016, DOI: 10.1039/c5tb02715b)

Чанхон Лю (Changhong Liu) и Шушань Фан (Shoushan Fan) из Университета Циньхуа предлагают новый гораздо более простой в изготовлении и долговечный тип актюатора, работа которого основана на фазовых переходах воды. Сам актюатор изготовлен из высокоэластичного силикона, а внедренный в полимер слой углеродных нанотрубок выполняет работу электронагревателя внутри камеры. При приложении электрического потенциала этот внутренний нагреватель способствует кипячению воды, помещенной внутри камеры, и образованию водяного пара. Давление пара обеспечивает шестикратное в сравнении с исходным размером расширение расположенной в верхней части камеры тонкой мембраны. Прекращение подачи напряжения возвращает актюатор в исходное состояние. Разработанная схема отличается сразу рядом преимуществ по сравнению с существующими в настоящее время ионными и пневматическими актюаторами – новое устройство проще изготовить, оно меньше весит, для приведения его в действие требуется меньше энергии, а также оно обеспечивает расширение на больший объем.

Для доказательства возможности применения нового актюатора в биомедицине исследователи сконструировали искусственную систему циркуляции. Два актюатора расширялись и сжимались для проталкивания воды через систему, в которой клапаны позволяли осуществлять течение только в одном направлении (подобным образом работает сердце). Если напряжение контролирует скорость расширения актюатора и размер, до которого он увеличивается, воздушное охлаждение может регулировать время возврата актюатора в исходное состояние.

Джордж Спинкс эксперт по материаловедению из Университета Вуллонгонга (Австралия), высоко оценивая результаты работы Лю и его коллег, отмечает, что практическое использование новых актюаторов в портативных устройствах на настоящее время ограничивается очень низкой степенью конверсии энергии, что будет приводить к быстрой разрядке источника питания.

Источник: J Mater. Chem. B., 2016, DOI: 10.1039/c5tb02715b

метки статьи: #нанотехнологии, #химия полимеров

оценить статью: 12345
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru
Комментарии к статье:
Ваше имя
Ваш e-mail, чтобы следить за обсуждением
   
Комментарий

Символ пятого P-элемента в табл. Менделеева
(латиницей, одной заглавной буквой):
   
 

Вы читаете текст статьи "Стимпанк теперь не только в фантастике"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXVII
Контактная информация