Panaudodami anglies nanovamzdelius, Teksaso universiteto (JAV) mokslininkai sukūrė dirbtinį raumenų audinį, kuris yra tvirtesnis nei plienas, lengvas kaip oras ir tampresnis nei guma. Ateityje jis gali būti pritaikytas gaminant galūnių protezus, „išmaniąją“ odą, formą keičiančius gaminius, ultrastiprius robotus, ir visų pirma ypač efektyvius Saulės energijos elementus.
Panaudodami anglies nanovamzdelius, Teksaso universiteto (JAV) mokslininkai sukūrė dirbtinį raumenų audinį, kuris yra tvirtesnis nei plienas, lengvas kaip oras ir tampresnis nei guma. Ateityje jis gali būti pritaikytas gaminant galūnių protezus, „išmaniąją“ odą, formą keičiančius gaminius, ultrastiprius robotus, ir visų pirma ypač efektyvius Saulės energijos elementus.
Dirbtinis nanovamzdelių audinys pro mikroskopą
„Jais mes galime sukurti maždaug 30 kartų didesnę jėgą, lyginant su tuo pačiu natūralių raumenų tūriu“, – sako Teksaso universiteto Nanotechnologijų Instituto direktorius Ray Baughmanas.
Anglies nanovamzdeliai medžiagas tyrinėjančius mokslininkus žavi nuo pat paskutiniojo praėjusio amžiaus dešimtmečio, kai mokslininkai pradėjo tyrinėti šias ultralengvas, ultrastiprias cilindrinės struktūros molekules. Nors komercinių pritaikymo sričių plėtotę gerokai lėtina sudėtinga šios medžiagos gamyba dideliais kiekiais, anglies nanovamzdeliai jau naudojami gaminant dviračių komponentus, lėktuvų, kulkoms atsparių drabužių prototipus, tranzistorius ir virves, kuriomis kada nors ateityje galėsime kilnoti kosminius liftus.
Baughmanas anglies nanovamzdeliais susidomėjo kurdamas dirbtinius raumenis iš energijai laidžių polimerų. Jis suprato, kad savąjį kūrinį galėtų patobulinti vietoj polimerų panaudodamas šią perspektyvią medžiagą Pirmųjų eksperimentų metu jis pagamino atsitiktine tvarka susijungusių skaidulų „raizginius“, kuriuos aktyvuodavo elektrinį krūvį pernešantys skysčiai. Vėliau jis eksperimentavo su tvarkingesnės struktūros konfigūracijomis ir kitais elektros krūviui pernešti skirtais metodais
Naujausias jo kūrinys yra pagamintas iš vertikaliai išdėstytų nanovamzdelių pluoštų, kurios reaguoja į tiesioginį poveikį elektra. Išilgai dirbtinis raumuo gali išsiplėsti ir susitraukti didžiuliu greičiu; šoninėmis kryptimis pluoštas yra super standus. Tokio išradimo pritaikymo galimybes akivaizdžiai gali riboti tik inžinierių vaizduotė.
„Tai akivaizdžiai precedento neturinti anizotropijos [kryptinių medžiagos struktūros savybių] apraiška – viena kryptimi užtikrinamas deimantui prilygstantis stiprumas, o kita kryptimi medžiaga primena gumą“, – rašo „British Columbia“ Universiteto medžiagų mokslininkas Johnas Maddenas.
Baughman'o teigimu, natūralūs raumenys gali susitraukti maksimaliu 10 procentų per sekundę greičiu. Tuo tarpu jo sukurtas pluoštas per tą patį laiką gali susitraukti 4000 kartų greičiau. Pakeitus maitinimo principą – vietoj elketrolitiniuose skysčiuose esančių jonų pernešamo krūvio panaudojus tiesioginį poveikį elektra, išaugo pluošto efektyvumas. Be to, nanoaudinio raumenys išlaiko savo savybes temperatūros intervale nuo -196 (azoto skystėjimo taškas) iki 1520 (geležies lydymosi temperatūra).
Pirmiausia mokslininkai naująjį išradimą planuoja pritaikyti gaminant fotogalvaninius elementus. Juose nanovamzdelių pluoštas galėtų perduoti elektrą ir galėtų keisti Saulės šviesai jautrių elementų išdėstymą.
