Человекоподобные роботы нуждаются в мышцах. Современные нанотехнологии позволяют создать такие ткани, которые могут использовать функции человеческих мышц в робототехнике. В этой статье мы расскажем о нескольких разработках, которые могут использоваться в качестве наномышц.

Техасский Институт нанотехнологий в Далласе представил на суд общественности искусственные мышцы, которые получают энергию из паров метанола, водорода и кислорода. Наномышцы представляют собой обернутую в катализатор никель-титановую проволоку. Особенностью материала является то, что он может запоминать изначальную форму.

Для того, чтоб заставить искусственные мышцы из никель-титановой проволоки изменять форму, их помещают над платиной и обрабатывают парами метанола, водорода и кислорода. Платина, благодаря реакции, нагревается и передает тепло проволоке, которая в свою очередь изменяет форму.

Ученые этого же института не остановились на достигнутом, и разработали второй тип наномышц. Они взяли популярные в последнее время нанотрубки и “упаковали” их в катализатор. Топливо, вступает в реакцию с кислородом, и катализатор вырабатывает электрический заряд, который расширяет нанотрубку. Сетка нанотрубок, под действием реакции способна расширится на 220%.

Если американцам удастся создать интерфейс для регулирования расширения-сужения нанотрубок с помощью электрического заряда, то эту технологию ждет большое будущее.

В Институте Болоньи разработали пленочные наномышцы. Пленка состоит из оксида индия и флюорида кальция. Гидрофобные и гидрофильные концы пленки являются своеобразным интерфейсом “вода-воздух”. На поверхность пленки наносят положительно заряженные молекулы ротаксанов. Ротаксанами легко манипулировать, меняя кислотность среды, в которой они находятся. Изменяя pH можно управлять пленочными мышцами.

Еще один вариант наномышц, о которых мы хотим рассказать в этой статье, был изобретен совместными усилиями ученых лаборатории Белла и института Макса Планка. Технология наномышц была разработана по аналогии с тканями растения мухоловки, которая довольно быстро, для представителя мира флоры, реагирует на появление насекомого в доступной близости.

Необычный материал состоит из пучка кремниевых игл, помещенных в мягкий гель. Структура геля меняется в зависимости от влажности окружающей среды. От сжимания или расширения геля зависит положение кремниевых игл.

Ученые создали два варианта HAIRS-1 и HAIRS-2. Различие составляет расположение кремниевых игл. В первом случае они располагаются параллельно, а во втором, один из концов кремниевых иглы закрепляется на подложке.

Управляя влажностью воздуха можно изменять направление игл, заставляя их работать как мышцы человека.

Благодаря нанотехналогиям, сегодня можно создавать такие структуры, которые воспроизводят ткани человека. Все описанные случаи достаточно уникальны, но требуют серьезных доработок. В частности, для управления наномышцами необходимо будет создать специальные устройства, которые будут по заданным параметрам сокращать ткани.

Наномышцы можно будет использовать не только в качестве тканей для человекоподобных роботов, но и в виде искусственных мышц для протезов.