Учёные создали мышцы для нанороботов, которые в тысячу раз сильнее человеческих

отметили
70
человек
в архиве
Учёные создали мышцы для нанороботов, которые в тысячу раз сильнее человеческих
Ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли создали микроскопический привод на основе оксида ванадия, удельная сила которого превышает силу человеческих мышц на три порядка. Работа опубликована в журнале Nanoletters, а ее краткое содержание приводит сайт лаборатории.

Изобретение привода стало неожиданным результатом работы ученых, занимавшихся фазовым переходом в оксиде ванадия. Этот материал при нагревании свыше 65 градусов из изолятора становится проводником. При этом, как установили авторы, переход сопровождается сжиманием материала в одном и расширением в двух других направлениях.

Обычно при создании электронных устройств сжимаемость нежелательна, так как она может стать причиной разрывов контактов. Однако, она позволяет использовать оксид ванадия для создания микроскопических приводов миниатюрных машин.

В созданном авторами прототипе привода имеется восемь полос оксида ванадия, покрытых с одной из сторон металлическим хромом. Нагревание одной из полос на 15 градусов Цельсия (при помощи тока или лазерного луча) приводит к тому, что она сгибается подобно пальцу на руке. При одновременном нагревании всех полосок прототип совершает характерные хватательные движения.

Авторы утверждают, что при той же массе, сила, развиваемая новым приводом, в тысячу раз превосходит силу мышц животного. По сравнению со стандартным в микротехнике пьезоэлектрическим приводом, ванадиевый гораздо проще, требует меньшего напряжения тока, а его диапазон сокращения (Δl) гораздо больше.

Механические приводы, используемые в микротехнике, сильно отличаются от подобных макроскопических устройств. Интересно, что только некоторые из них являются механическими двигателями в полном смысле слова. Например, биологические «молекулярные машины» таковыми обычно не являются, так как их работа основана на химическом сродстве и не подразумевает сохранения инерции.
Добавил Vlad2000Plus Vlad2000Plus 17 Декабря 2012
проблема (1)
Комментарии участников:
efys
+7
efys, 17 Декабря 2012 , url
источник: ic.pics.livejournal.com
V.I.Baranov
+3
V.I.Baranov [БАН], 17 Декабря 2012 , url
Вообще то «сокртительный элемент мышцы» протаскивает «актиновый стержень» (тягу) путём многократных протягивающих («вращательных») движений миозиновых головок. Представте себе вращающийся резиновый ролик, который протаскивает металлический стержень за счёт трения. Если сила больше силы трения, то стержень не двигается, а ролик прокручивается, тем не менее сила создаётся (изометрическое сокращение) и даже совершается работа, но не механическая работа т.к. перемещение равно нулю, а работа «трения» с переходом всей потраченной энергии в тепло.
Заметим, что мышца это механизм по созданию силы, а не работы. Работу (полезную работу) мышца может совершить если ей повезёт, т.е. развиваемая ей сила будет больше силы сопротивления, тогда произойдёт перемещение и соответственно совершится полезная работа. Если сила меньше силы сопротивления, перемещение не происходит т.е. происходит изометрическое «сокращение» и вся работа мышечного мотора переходит в работу по созданию силы, т.е. в работу «трения», т.е. в тепло.

В представленной системе многократного «прокручивания» нет.
bearger
0
bearger, 19 Декабря 2012 , url
Значит Путин все таки будет жить вечно.


Войдите или станьте участником, чтобы комментировать