محققان فناوري نانو در دانشگاه تگزاس واقع در دآلاس آمريكا (UTD) موفق
به ساخت عضلات مصنوعي شدهاند كه 100 برابر قويتر از عضلات طبيعي
بدن ميباشند، اين عضلات با سوخت هيدروژني يا الكلي كار كرده و
عملكردي 100 برابر بهتر نسبت به سوخت مصرفي خود دارند.
توسعه موفقيتآميز عضلات مصنوعي كه با سوخت كار ميكنند، توانسته
است كمك شاياني در به كارگيري آنها در روباتهاي خودكار كند.
دكتر Ray
H. Baughman، مسئول
انجام پروژه، معتقد است كه اگر چه باطريها براي استفاده در روباتهاي
خودكار به كار گرفته ميشوند، ولي قابليت ذخيرهسازي انرژي كمي در
خود دارند و اين براي فعاليتهاي شديد يا طولاني مدت اصلاً مناسب
نيست. استفاده از سوختهايي نظير الكل باعث استحصال انرژي 30 برابر
بيشتر نسبت به باطريهاي بسيار پيشرفته شده و ربات را قادر ميسازد
كه به طور طولاني مدت بدون نياز به سوختگيري مجدد به فعاليت خود
ادامه دهد. دكتر Bayghman در
ادامه توضيح داد كه تيم تحقيقاتي وي موفق به ساخت عضلات مصنوعي شده
است كه ميتواند هم به عنوان پيل سوختي و ماهيچه ايفاي نقش كند.
عضله مصنوعي ديگر كه اين گروه موفق به ساخت آن شده است داراي نوعي
كاتاليست بوده كه الكترودهايي از جنس نانولولههاي كربني است که
اين نانولولهها دو وظيفه اصلي را به عهده دارند، اول به عنوان يك
پيل سوختي انرژي شيميايي را به انرژي الكتريكي تبديل ميكند و سپس
به عنوان يك خازن بزرگ، انرژي توليد شده را ذخيره ميكنند تا در
نهايت اين انرژي الكتريكي به انرژي مكانيكي تبديل شود.
به دليل وجود همزمان اثرات الكترواستاتيكي و مكانيك كوانتوم در
نانوساختارها، هنگام القاء بار الكتريكي درون نانولولههاي كربني
تغييراتي در ابعاد آنها ايجاد ميشود.
در نوعي ديگر از عضلات مصنوعي، انرژي شيميايي موجود در سوخت توسط
يك واكنش كاتاليستي با هوا به گرما تبديل ميشود. به دليل افزايش
دما در عضلات مصنوعي، انقباضي در آنها اتفاق ميافتد و پس از سرد
شدن آنها، دوباره با انبساط به حالت اول باز ميگردد. دكتر Baughman معتقد
است، استفاده از اين نوع عضلات بسيار مفيدتر از استفاده از دو عضله
جداگانه براي انقباض و انبساط است و همچنين كاربرد آنها نيز گستردهتر
ميباشد. عضلاتِ داراي پيل سوختي، براي استفاده در رباتها بسيار
مناسب هستند به خصوص زماني كه در اندازههاي تجاري عرضه شده و
داراي روكش نانوذرات كاتاليستي ميباشند. يكي از معضلات موجود در
عضلات داراي پيل سوختي، قرار دادن كاتاليستها بروي آنها جهت
افزايش زمان كاركرد عضلات است. ديگر چالش موجود در اين ميان، نحوه
کنترل سرعت حرکت وعضلات و ميزان ضربات وارده از طرف عضلات بر اجسام
است.
ابعاد اين عضلات به راحتي قابل كوچك شدن بوده و تا اندازههاي
ميكرو و نانو ميتوان آنها را كوچك كرد و با چيدمان مناسب آنها،
ميتوان پوست هوشمند ساخت. با جايگزيني آنزيمها به جاي
كاتاليستها ميتوان سوخت اين عضلات را با مواد غذايي تأمين كرد و
از آنها در بدن انسان استفاده كرد.