Magnetické svaly s extrémní pevností

Měkké jako pokožka, pevné jako ocel: Magnetické svaly s extrémní pevností
Vědci z Ulsan National Institute of Science & Technology (UNIST) v Jižní Koreji představili průlomový materiál pro výrobu umělých svalů. Tento materiál má schopnost měnit svou tuhost tak, že může být měkký jako lidská pokožka, ale zároveň natolik pevný, aby unesl hmotnost srovnatelnou s automobilem.

Jak to funguje?
Materiál je složen ze dvou hlavních složek: feromagnetických částic a polymerů s tvarovou pamětí. Feromagnetické částice dodávají materiálu pevnost, reagují na magnetické pole a umožňují přesné ovládání svalů. Polymery naopak poskytují pružnost – při působení tepla nebo světla mění svůj tvar a následně se vrací do původního stavu.

Vlastnosti materiálu:

  • Pevnost až 2 700krát vyšší než u běžných materiálů.
  • Schopnost rychle a přesně měnit tvar a tuhost.

Klíčové výhody: Pevnost a rychlost
Nové umělé svaly dokáží:

  • Unést zátěž 1 000násobku své hmotnosti v tahu.
  • Zvládnout tlak odpovídající 3 690násobku jejich hmotnosti.
  • Přeměnit energii s účinností 90,9 %, což je dělá energeticky efektivními pro využití v robotických systémech.

Díky rychlé reakci na změny magnetického pole umožňuje tento materiál pohotové a přesné polohování. Navíc jeho dvouvrstvý design s hydrogelovou vrstvou snižuje vibrace i při vysokých rychlostech pohybu.

Aplikace a budoucí využití
Technologie magnetických svalů otevírá nové možnosti v oblastech, jako jsou:

  • Robotika – pro konstrukci pokročilých robotických ramen s vysokou přesností manipulace.
  • Nositelné technologie – včetně exoskeletů a protéz, které napodobují přirozený pohyb.
  • Lékařství – například při výrobě zařízení pro chirurgické aplikace nebo rehabilitaci.

Umělé svaly zvládají nejen jednoduché pohyby, jako je natahování a ohýbání, ale také komplexní operace s vysokými nároky na přesnost. Díky svým jedinečným vlastnostem představují klíčovou inovaci pro budoucí průmyslové a medicínské aplikace.

Citace

Soft as skin, strong as steel: Powerful magnetic muscles lift 1000x their weight [Online]. (https://interestingengineering.com/). Retrieved December 12, 2024, from https://interestingengineering.com/innovation/powerful-magnetic-muscles-robot

New Study Unveils Strong and Soft Artificial Muscles Capable of Supporting Automobile Loads [Online]. Retrieved December 12, 2024, from https://news.unist.ac.kr/new-study-unveils-strong-and-soft-artificial-muscles-capable-of-supporting-automobile-loads/