Искусственные мышцы с добавлением в них графена можно будет использовать в протезировании и при создании роботов.
Ученые обнаружили способ, который позволяет создавать более прочные искусственные мышцы с помощью графена, состоящего из одного слоя атомов углерода. Ионные полимер-металлические композиционные материалы (IPMCs), или искусственные мышцы, способные изменять размер и форму под воздействием электрического поля, можно задействовать в робототехнике и протезировании, сообщают инженеры Корейского института науки и технологий.
Искусственные мышцы создают из молекулярной мембраны, натянутой между двумя металлическими электродами. Когда электрическое поле воздействует на искусственную мышцу, это приводит к перераспределению ионов и заставляет структуру сгибаться. Мышцы отличается незначительным энергопотреблением и способностью имитировать те движения, которые они «видели» в естественном мире. Недостатком их оставалось то, что на металлических электродах из-за постоянного воздействия воздуха и электричества образуются трещины, и это снижает производительность. Исследователи работают над улучшением прочности искусственных мышц экономически эффективным способом.
Сейчас разработчики смогли создать тонкий электрод на основе графена, который имеет полезные электрические и тепловые свойства. Новые электроды отталкивают воду и не трескаются, имеют грубую внутреннюю поверхность, которая позволяет ионам мембраны «мигрировать» к месту изгиба.
Исследователи планируют продолжить работу над этими проводами в текущем году. Эксперты уже высказали мнение по поводу того, что однажды это приведет к созданию робота, который будет ходить и даже прыгать по воде. Достичь этого удастся плавучим искусственным мышцам, имитирующим движения водомерки.
Результаты исследования ученые опубликовали в недавнем выпуске журнала ACS Nano.