Svaly z uhlíkových vláken zvednou 12.000násobek své váhy

Nové uhlíkové svaly mají na svědomí výzkumníci z Department of Mechanical Science and Engineering na Univerzitě v Illinois, kteří k jejich výrobě kromě vláken z uhlíku využili také gumu. Vytvořili přitom zkroucené svaly, což není úplně nová myšlenka, ovšem jejich realizace dokáže zvednout zátěž i více než 12.000krát těžší, než je ona sama. 

 

 

Obvykle se přitom používá pro výrobu zkroucených umělých svalů nylon, který však nedosahuje tak vysokého podílu síly k hmotnosti. Uhlíková vlákna jsou pro takové účely ideální díky jejich vysoké pevnosti a nízké hmotnosti. Ty jsou obtočeny kolem gumy typu PDMS (Polydimethylsiloxane) a pak jsou zkroceny do výsledného svalu, který se umí stáhnout a povolit stejně jako náš biologický sval. 

 

A podobně jako normální svaly i ten umělý reaguje na přivedený elektrický proud, ovšem mechanismus samotný je už jiný. Proud zde totiž způsobí k zahřátí gumy, což má za následek roztáhnutí uhlíkových vláken, a celý zkroucený sval se tím rozšíří, díky čemuž se také zkrátí. Nemusí jít přitom ani o elektrický proud, stačí sval vystavit tekutému hexanu (uhlovodík C₆H₁₄), ovšem elektřina je samozřejmě daleko praktičtější. 

 

 

Ve videu je pak ukázáno, jak umělý sval s průměrem jen 0,4 mm zvedne nádobu s téměř dvěma litry vody a potřebuje k tomu napětí "0,172 V na centimetr". Každý kilogram těchto svalů pak dokáže odvést 758 Joulů práce, což je v porovnání s našimy mrzkými lidskými svaly asi 18x více. 

 

Autoři tvrdí, že dokáží vytvořit různé verze uhlíkových umělých svalů pro různé úkoly. Jde především o poměr síly a rychlosti, však i ve videu je zvedání nádoby s vodou 4x zrychleno, takže takový sval se biologickému v rychlosti nemůže rovnat. Pokud bude ale slabší, může být i rychlejší. 

 

S ohledem na sílu těchto svalů rozhodně je kam ustupovat, takže ty by se mohly využít třeba v asistivních technologiích pro lidi, což jsou různé exoskeletony pro postižené, staré nebo těžce pracující. Stejně tak by mohly pomoci lidem vrátit se do života po těžkém zranění a samozřejmě jde také o roboty. 

 

Zdroj: Extremetech