Пока высокотехнологичные индустрии, от автомобилестроения до робототехники и авиации, ищут новые способы использования электродвигателей, им уже готовится замена: искусственные мышцы имеют большие шансы стать главным приводом электромеханических устройств будущего.
Внешне искусственные мышцы, разрабатываемые в лаборатории Молодежного научно-технического центра в Москве, напоминают скорее фотопленку или скотч, нежели органическую ткань. Однако с мышцами разработку роднят ее свойства. «Изначально она находится в растянутом состоянии, -- рассказывает изобретатель искусственной мышцы Александр Оликевич в интервью корреспонденту Infox.ru, -- но когда мы подаем ток, заряды перестраиваются, и мышцы начинают сжиматься».
В основе пленки с такими необычными свойствами -- комбинация из проводящего и непроводящего полимеров. Полимеры разработаны не в лаборатории, и там это не скрывают. «Мы создаем, так сказать, сополимер, то есть из нескольких полимерных звеньев собираем нечто единое, -- объясняет Александр. -- Есть американский полимер, есть японский, но они уже лет десять не могут выйти на коммерческую стадию, потому что полимеры недостаточно хороши или они, например, работают только в жидкостях. Мы занимаемся решением этой проблемы, синтезом новых вариантов».
Перспективный прототип
Пока работа еще далека от завершающей стадии. В демонстрации, устроенной специально для Infox.ru, сотрудники лаборатории соорудили из кусочков полимера миниатюрный импровизированный манипулятор (смотрите в нашем видеоролике), который под действием электричества продемонстрировал способность сжимать и разжимать свои фаланги. Кроме того, этот манипулятор способен удерживать в зажиме небольшие предметы, пока они не должны быть тяжелее спички или миниатюрного транзистора. Сейчас в лаборатории ищут оптимальную формулу, которая усилила бы полезные свойства разработки. По словам Александра, на это ему и его коллегам понадобится еще около четырех месяцев.
Александр уверен, что сфер применения у его искусственных мышц, когда они будут готовы к практическому использованию, появится масса. По его словам, уже сейчас, когда разработка находится на стадии прототипа, у нее уже имеются заказчики.
«Такая гибкая пластинка может быть встроена туда, куда не может быть встроен электромотор. Протезы, авиация, различные миниатюрные роботы. Кроме того, чтобы, к примеру, построить огромный электродвигатель, нужно сделать огромные точные подшипники и прочие детали, а мышца, она и есть мышца: залил полимером, включил, и она будет работать. Динозавры ведь все-таки работали на мышцах, как и маленькие насекомые. Природа, она же не зря так все предусмотрела», -- добавляет Александр Оликевич.
И другие мышцы
Идея создания искусственных мышц не нова. В 2007 году о создании подобного электропроводящего полимера заявили ученые из Университета Северной Каролины; в 2008-м о собственных искусственных мышцах на основе углеродных нанотрубок рассказали калифорнийские ученые, а в марте этого года о своих успехах в создании углеродных наномышц сообщили ученые из Института нанотехнологий при Техасском технологическом университете в Далласе.
Последняя разработка примечательна тем, что может работать как при температуре жидкого азота, так и при температуре плавления металла, а также тем, что умеет сокращаться на 40 000% за одну секунду, при том что обычная мышца за то же время может сократиться лишь на 10%.
Единственный очевидный минус различных вариантов искусственных мышц, существующих сегодня, заключается в том, что ни одна из разработок, включая мышцы из Молодежного научно-технического центра, так и не добралась до серийного производства. Впрочем, надо думать, что недостаток этот -- явление временное.
