최신 하이테크 기즈모는 일반적으로 이국적이고 비싼 비 물질로 만들어진 발전에서 비롯됩니다. 이번에는 아닙니다. 국제 연구원 팀은 일반적인 플라스틱 낚시 라인과 재봉사를 지금까지 만든 가장 강력한 인공 근육으로 돌렸다 고보고했습니다. 합성 근육은 이미 보철 사지, 군인을위한 Robocop과 같은 외골격 및 휴머노이드 로봇에 사용하기 위해 이미 탐구되고 있습니다. 따라서 가격이 급격히 떨어지면이 모든 기술과 다른 많은 기술에서 진전을 이어갈 수 있습니다.
"인공 근육"이라는 용어는 실제로 가열되면 수축, 확장 또는 전기로 감핑되거나 다른 자극에 부딪히는 재료를 지칭하는 약간의 횡재 백입니다. 자극이 역전 될 때 재료는 원래 모양으로 돌아갑니다. 인공 근육을 만드는 일반적인 접근법은 니켈과 티타늄의 혼합물과 같은 모양 메모리 합금이라는 재료를 사용합니다. 그러나이 합금은 킬로그램 당 최대 $ 5000가 소요될 수 있습니다. 단일 벽 나노 튜브 (SWNT)라고 불리는 중공 탄소 섬유로부터 원사 회전에서 더 강력한 인공 근육이 만들어졌다. 그러나 이러한 나노 튜브를 산업 규모로 만드는 저렴한 방법이 없기 때문에 비용은 차트에서 벗어납니다.
달라스 텍사스 대학교 (University of Texas)의 화학자 인 레이 보 (Ray Baughman)는 SWNT 원사로 만든 인공 근육에 대한 개척을 몇 년 동안 보냈습니다. 그 과정에서 그와 그의 학생들은 원사가 코일이 될 때까지 비틀면 강력한 회전 모터를 만들 수 있다는 것을 알게되었습니다. 효과는 꼬인 고무 밴드가 장난감 비행기에서 프로펠러를 돌리는 방식과 유사합니다. 그러나이 경우 Baughman의 팀은 모터를 백업하기 위해 전류로 원사를 zap 할 수 있습니다.
그 성공은 Baughman과 그의 학생들이 생각하게되었습니다. 그들의 원사에서, 대부분의 SWNT 섬유는 원사의 길이를 따라 정렬되었다. 일관된 방향은 전기 자극이 하나의 나노 튜브 섬유의 길이를 변화시킬 때 모든 이웃이 같은 방식으로 변화하여 원사가 수축하거나 확장되도록하기 때문에 중요합니다. 동일한 정렬은 또한 나일론으로 만든 것과 같은 기존의 플라스틱 섬유에서도 존재하며, 여기서 플라스틱의 개별 중합체 사슬은 섬유의 길이를 따라 라인을 선동합니다. 그래서 Baughman과 그의 학생들은 일상적인 플라스틱 섬유가 인공 근육 역할을 할 수 있는지 여부를 탐색하기로 결정했습니다.
그들은 가장 거친 희망을 넘어 성공했습니다. Baughman은 텍사스, 호주 및 중국의 동료들과 함께 플라스틱 섬유와 실을 실로 뒤틀었다. 그런 다음 열을 적용했을 때 원사는 최대 50%까지 수축 된 것으로 나타났습니다. . 플라스틱 근육을 식히면 원래 길이로 돌아갑니다. 자연 근육은 비교하여 20%만 수축합니다. 팀은 총 직경이 인간 모발보다 약 10 배 더 큰 폴리에틸렌 낚시선 묶음을 함께 비틀면 7.2 킬로그램을 들어 올릴 수있는 코일 중합체 근육을 생성한다고 팀은 밝혔다. 동시에 작동하면, 힘을 높이고 자연 근육이 구성되는 방식과 유사한 배열로,이 중합체 근육의 백은 약 725 킬로그램을 들어 올릴 수 있다고 Baughman은 말합니다. 이 힘을 생산하려면 킬로그램 당 약 $ 5의 비용이 드는 기성품 만 필요합니다.
캘리포니아 주 패서 디나에있는 제트 추진 연구소의 물리학 자이자 인공 근육 전문가 인 요세프 바 코헨 (Yoseph Bar-Cohen)은“이것은 정말 흥미로운 결과입니다. "그들은 저렴한 재료를 가져다가 기본적으로 금광으로 바꿨습니다."
