Международная группа ученых разработала метод обработки пластика, который превращает обычные полимеры в искусственные мышцы с рекордной удельной мощностью и силой сокращения. Исследование опубликовано в Science, кратко о нем можно прочитать на сайте журнала.
К пластику ученые обратились после исследований углеродных нанотрубок. После того, как было показано, что ключевым свойством для сокращения нанотрубок является их упорядоченность в материале, ученые решили обратиться к гораздо более дешевому и простому пластику, где цепочки полимеров также могут быть ориентированы в одном направлении.
Оказалось, что как потенциальные искусственные мышцы, полимеры еще более перспективны, чем углеродные нанотрубки. Так, скрученный из полиэтиленовой лески прототип оказался способен сокращаться под действием тепла в половину своей длины. Он развивал мощность в 5,3 киловатта на килограмм собственного веса, то есть в 100 раз больше, чем мышцы человека и животных. Примерно такое же значение характерно для ракетных двигателей.
С диаметром, превосходящим человеческий волос всего в 10 раз, полиэтиленовая мышца оказалась способна поднимать более семи килограмм груза. Устройство могло проходить многократные циклы сокращения-растягивания без потери своей формы и механических свойств.
По словам авторов, подобные искусственные мышцы можно использовать в качестве двигателей в робототехнике и при создании так называемых экзоскелетов — роботизированных протезов для военных и парализованных людей.