Синтетические мышцы из лески

Человеческая мысль, в лице ученых из Далласа, обнаружила, что из всем известной  лески для ловли рыбы можно создавать клоны мышечной ткани, которые имеют способность поднять гораздо тяжелее вес и выполнить в сотню раз больше механической работы, чем биологическая мышца, аналогичных размеров. Соотношение мощности такой искусственной мышцы к ее весу соизмерима с аэрокосмическими двигателями – 7,1 л. с. / кг.

Скрутили в жгут несколько лесок – получили мышцу

Если живая мышечная ткань «дергается» от приложенного напряжения или химических раздражителей, то искусственна мышца из скрученных в жгут лесок, реагирует на температуру. Простая физика – от нагрева тело расширяется, при охлаждении – сжимается. Так же работает и жгут из  рыболовных лесок. Нагревать такой жгут можно разными путями (химическим, электрическим или квантовым), реакция мышечного жгута будет неизменной – расширение/сжатие.

Практика показала, что изготовить такую мышцу из лески достаточно просто (две скрепки, дрель и леска). От направления скручивания и материала такой «мышцы» зависит ее реакция на температуру (нагрев – распрямление или нагрев – сжатие).

Найденное решение, во многом, было неожиданным даже для ученых. Не многие могли поверить, что решение такое простое и эффективное – скрученная в жгут леска раскручивает ротор механической машины до 10 тыс. об./мин.

Работоспособность такой искусственной мышцы гораздо больше живой мышечной ткани благодаря способности полимеров выдерживать большие и длительные нагрузки. Диапазон движения такой мышцы (процент сокращения относительно собственной длины)  вдвое превышает этот параметр у живой ткани.

Совершенствуя  и развивая идею

Научная мысль не стоит на месте. И в теме искусственных мышц ученые перешли от рыбацкой лески к полиэтиленовым и нейлоновым волокнам. Тончайшая «мышца» из таких волокон ( всего в 10 раз толще волоса) может поднять 7,2 кг, а скрутка из сотни таких мышц – 800 кг.

Использовать искусственные мышцы планируют в роботах и других механизмах вместо пневматики или гидравлики. Такие мышцы бесшумны и могут применяться в качестве имплантатов для замены некоторых мышц мимики лица.

Ученые придумали и электрическое управление для таких мышц. На них наносится слой  резистивного материала, который нагревается, при прохождении по нему тока. Пропуская импульсы тока, можно заставить искусственную мышцу напрягаться или расслабляться.

Посылать такие импульсы может источник, которым управляет процессор. Вот и получился тандем – мозг/мышца. С помощью такого тандема и искусственного скелета можно создавать биороботов с богатырской силой и невероятно выносливых в работе. Его можно ремонтировать и омолаживать, заменяя отдельные узлы или детали конструкции.