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Mit Wachs infundiertes Nanotube-Garn macht unglaublich starke künstliche Muskeln

2021

Künstliche Muskeln bieten zukünftigen Robotern eine größere Flexibilität und ein geringeres Gewicht als ein Maschinengelenk, das sich immer wieder ausdehnt und zusammenzieht. Obwohl es viele großartige Roboterbeispiele und bionische Prototypanwendungen gibt, wurden künstliche Muskeln durch viele Faktoren wie Reaktionszeiten oder Leistungsanforderungen eingeschränkt. Jetzt kommt ein neuer Nanofasermuskel, der Kohlenstoffnanoröhrchen mit Kerzenwachs kombiniert und möglicherweise einen früheren künstlichen Muskel übertrifft.

Diese Nanoröhrenfasern können während der Kontraktion mehr als das 100.000-fache ihres Eigengewichts anheben und 85-mal mehr mechanische Kraft erzeugen als natürliche Muskeln derselben Größe, so Wissenschaftler der University of Texas in Dallas und Mitarbeiter aus Australien, China, Südkorea und Kanada und Brasilien.

Sie kombinieren eine wachsartige Substanz mit einem Garn aus Kohlenstoffnanoröhren. Das Wachs dehnt sich in Reaktion auf Wärme (oder eine Spannung) aus und das Garnvolumen nimmt zu, während sich seine Länge zusammenzieht. Dies geschieht, weil es sich dreht, wie eine Pressemitteilung von UT Dallas erklärt. Wenn das Wachs schmilzt oder sich verfestigt, dreht es sich und löst sich, wodurch Bewegung erzeugt wird. Das Garn kann geschlungen, genäht, geflochten oder was auch immer Sie mit Garn tun, so dass es leicht in neuen Arten von Textilien verwendet werden kann. Sie könnten Decken entwerfen, die dünner werden, wenn es vielleicht warm ist, oder Wandteppiche, die Ihnen sagen, welche Chemikalien in der Luft sind.

Garnmuskel könnte für kleine Motoren kommerzialisiert werden, sagen die Forscher. Leider werden sie unsere zerbrechlichen menschlichen Teile in naher Zukunft nicht ersetzen.

"Obwohl wir von kurzfristigen Anwendungen begeistert sind, sind diese künstlichen Muskeln derzeit nicht dazu geeignet, Muskeln im menschlichen Körper direkt zu ersetzen, " sagte der Leiter des Forschungsteams, Ray Baughman, Chemieprofessor von UT Dallas.

Der Artikel wird morgen in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht .

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