Hybrid carbon nanorørs garnmuskel

Professor Seon Jeong Kim fra Hanyang University har skabt en højkapacitets garnmuskel, der ikke kræver elektrolytter eller speciel emballage. Det vil have en stor indflydelse på motoren, biologisk industri og robotindustri.

Kims artikel, "Elektrisk, Kemisk, og fotonisk drevet torsions- og trækaktivering af hybride carbon nanorør-garnmuskler, " blev offentliggjort i tidsskriftet Videnskab . Han er i øjeblikket direktør for National Creative Research Initiative Center for Bio-Artificial Muscle ved Hanyang University (HYU). I 2006 forskningscentret blev udpeget som "Lederens forskningsstøttevirksomhed" af Undervisningsministeriet, Videnskab, og teknologi.

Traditionelle metoder til elektrokemisk drevne garnmuskler var bestemt til at omfatte langsomme reaktioner, lav belastning og kraftgenerering, en kort cyklus levetid, og lav energieffektivitet. De havde også brug for elektrolytter, modelektroder, og enhedsemballage. Sådanne krav øger vægten af ​​aktuatoren, hvilket fører til et fald i ydeevnen.

'Hybrid Carbon Nanotube Yarn Muscles' skabt af Kim dog, har overvundet sådanne begrænsninger ved at begrænse paraffinvoks, en termisk eller elektrotermisk drevne aktuatorer, inde i garnet. Ved at gøre det, responsraten er forbedret, og en spiralformet geometri muliggør både torsionsrotation og trækkontraktion.

Muskelsammentrækning – også kaldet aktivering – kan være ultrahurtig, sker på 25 tusindedele af et sekund. Inklusive tider for både aktivering og tilbageførsel af aktivering, forskerne viste en kontraktil effekttæthed på 4,2 kW/kg, hvilket er fire gange kraft-til-vægt-forholdet af almindelige forbrændingsmotorer.

Anvendelse af 'Hybrid Carbon Nanotube Yarn Muscles' er forskelligartet, fordi garnmusklerne kan snoes sammen og kan væves, syet, flettet og knyttet, de kan i sidste ende blive indsat i en række selvdrevne intelligente materialer og tekstiler. For eksempel, ændringer i miljøtemperaturen eller tilstedeværelsen af ​​kemiske midler kan ændre gæstevolumen; sådan aktivering kan ændre tekstilporøsiteten for at give termisk komfort eller kemisk beskyttelse. Sådanne garnmuskler kan også bruges til at regulere en flowventil som reaktion på detekterede kemikalier, eller juster vinduesgardinåbningen som reaktion på omgivelsestemperaturen.

Kim udtalte, "'Hybrid Carbon Nanotube Yarn Muscles' er en ny form for garnmuskel på grund af dens torsionsrotation og træksammentrækning, som fungerer i et elektrolytfrit miljø." Ud over, "Dens enkle betjeningsmetode og struktur vil have stor indflydelse på motoren, biologiske, og robotindustrien."