Nanorörsmuskler bänk 50 000 gånger sin egen vikt

Garn vävda av kolnanorör kan dra ihop sig som muskler i extremt höga hastigheter för att lyfta stora vikter. Dessa kolnanorörsmuskler kan lyfta belastningar 200 gånger större än naturliga muskler av samma storlek. Videor gjorda av forskare vid University of Texas i Dallas visar nanorörsgarn som lyfter belastningar så mycket som 50 000 gånger större än deras egen vikt.

Konstgjorda muskler kan användas som manöverdon i robotik och kirurgiska verktyg, och driver små motorer och svänghjul. Nanorörsmusklerna kan drivas av elektricitet, men de drar sig också ihop som svar på ljus och vissa kemikalier. Och de arbetar vid temperaturer så höga som 2 500 grader Celsius, en extrem som reducerar andra starka aktiveringsmaterial till en smält pöl. Och till skillnad från tidigare kolnanorörsmuskler kräver dessa material ingen förpackning eller batteriliknande elektrolyter för att fungera. Garnerna beskrivs idag i journalen Vetenskap .

Enskilda kolnanorör är starkare än stål, mycket ledande, har fantastiska optiska egenskaper och så vidare - du har hört hypen. Men enstaka nanorör är inte så användbara. Under många år, när forskare försökte bygga saker av dem, hade de problem med att få dessa egenskaper att skala från enstaka rör till större strukturer. Ett problem är tendensen för nanorör att bilda spagettiliknande trassel, där varje punkt av rör-till-rör-kontakt kan äventyra styrkan. Men under de senaste åren har materialforskare lärt sig hur man rätar ut dessa härvor och bygger stora, användbara saker.

Tricket i det här fallet är en uppsättning garnvävningstekniker utvecklade av Ray Baughman vid University of Texas i Dallas. Hans grupp börjar med att odla en vertikal skog av kolnanorör och sedan dra en rulle över toppen. När rören dras, kommer de samman i ett tunt, stretchigt ark. Nanorören i arket är alla uppradade som spagetti i en låda, och denna inriktning hjälper till att behålla deras individuella styrka på en kollektiv nivå. För att göra nanorörsmusklerna täcker forskarna från Texas detta ark med ett fyllnadsmaterial som expanderar dramatiskt när det värms upp. Sedan väver de arket till garn med olika tvinningskonfigurationer. När garnerna värms upp expanderar fyllmedlet dramatiskt, och garnet kommer att dra ihop sig på ett sätt som bestäms av dess lindningskonfiguration.

Dölj