Сверхсильные искусственные мышцы

04.02.2024

Исследователи из Корейского Исследовательского Центра KAIST создали удивительное устройство искусственных мышц, способных вырабатывать силу, превышающую его собственный вес в 34 раза. Это новшество обещает находить широкое применение в сфере мягких работ, медицинских устройств и носимой электроники, ставшей неотъемлемой частью нашей повседневной жизни.

Под руководством профессора ИльКвона О с механического факультета KAIST, команда разработала мягкий флюидный переключатель, способный функционировать при сверхнизком напряжении.

Искусственные мышцы, имитирующие человеческие, обеспечивают гибкость и естественность движений, что делает их ключевым элементом в мягких работах и медицинских устройствах. Они реагируют на внешние стимулы, такие как электричество, воздушное давление и изменение температуры. Контроль за этими движениями является важной задачей.

Традиционные моторы оказываются неудобными для использования в ограниченном пространстве из-за их жесткости и больших размеров. Для решения этой проблемы команда разработала мягкий электро-ионный актуатор для контроля потока жидкости, который может генерировать значительные силы даже в узком пространстве.

Искусственная мышца, созданная из металлических электродов и ионных полимеров, генерирует силу и движение в ответ на электричество. Для создания поразительной силы относительно ее веса использован полисульфонированный ковалентный органический каркас (pS-COF).

Искусственная мышца, толщиной всего у волоса (180 мкм), произвела силу, превышающую ее вес в 34 раза (10 мг), обеспечивая при этом плавное движение. Это позволило команде точно контролировать направление потока жидкости с низким энергопотреблением.

Профессор ИльКвон О, руководитель исследования, отметил: "Электрохимический мягкий флюидный переключатель, работающий при сверхнизкой мощности, открывает множество возможностей в сферах мягких роботов, мягкой электроники и микрофлюидики, основанной на контроле жидкости". Он добавил: "От умных волокон до биомедицинских устройств, эта технология может быть немедленно внедрена в различных промышленных областях, поскольку ее легко применить в ультрамалых электронных системах нашей повседневной жизни".

<< Назад: Занятие музыкой сохраняет ясность ума в старости 05.02.2024

>> Вперед: Разгадан бесшумный полет сов 04.02.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Ученым удалось синтезировать графин 26.05.2022 Более десятилетия различные группы ученых с переменным успехом пытались синтезировать новый материал, форму углерода, называемую графин (graphyne), который во многих чертах подобен широко известному графену. И лишь недавно исследователи из Колорадского университета в Боулдере разработали методику, позволяющую выполнять синтез графина с гарантией получаемого результата. Данное достижение позволит в ближайшем будущем более тщательно изучить свойства графина, который обладает перспективами его использования в областях электроники, оптики, нанотехнологий и т.п. В природе существует несколько способов, которыми атомы углерода могут связываться друг с другом и формировать различные формы углерода, аллотропы. По возможностям создания химических связей гибриды углерода обозначаются, как sp2, sp3 и sp. К примеру, самый распространенный графит состоит из sp2-углерода, а менее распространенный алмаз - из sp3-углерода. Однако, существующие методы химического синтеза позволяют без всяких проблем синтезировать аллотропы углерода состоящие из одного типа гибридных атомов. Именно так в свое время и были получены графен, фуллерен и некоторые другие углеродные материалы. Получение же графина, материала в котором присутствуют разные типы атомов углерода и углеродных связей, оказалось делом очень и очень сложным, и до последнего времени было получено лишь несколько крошечных частичек этого материала. Ученые из Колорадского университета, синтезировавшие графин, работают в направлении так называемой реверсивной химии, сложных химических реакций, которые позволяют получать молекулярные структуры и кристаллические решетки заданного типа, такие, как синтетические полимеры из молекул, подобных ДНК. И ученые решили попробовать применить весь свой опыт для попытки синтеза графина. После некоторых теоретических исследований ученые решили использовать процесс под названием метатезис алкина (alkyne metathesis). Этот процесс основывается на органической химической реакции, которая влечет за собой перераспределение, сокращение и преобразование алкиновых связей. Рассчитав с высокой точностью термодинамику процесса и обеспечив контроль за кинетикой химической реакции, ученые смогли успешно синтезировать графин, при этом в такой его форме, которую синтезировать не удавалось никогда прежде. Получив в руки работоспособную технологию синтеза графина и первые образцы материала, ученые собираются продолжить работу в направлении обеспечения крупномасштабного промышленного производства. Параллельно с этим будут вестись исследования свойств полученных образцов и методов управления свойствами материала при помощи внешних воздействий различного рода.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025