یک گروه بین‌المللی از محققان به رهبری ری باخمن از دانشگاه تگزاس نوع جدیدی از ماهیچه مصنوعی ساخته است که از نخ‌هایی از رشته‌های نانولوله کربنی درهم‌پیچیده‌ی آغشته به موم پارافین تشکیل شده است.
ماهیچه‌های انعطاف‌پذیر با نخ‌های نانولوله‌ای
یک گروه بین‌المللی از محققان به رهبری ری باخمن از دانشگاه تگزاس نوع جدیدی از ماهیچه مصنوعی ساخته است که از نخ‌هایی از رشته‌های نانولوله کربنی درهم‌پیچیده‌ی آغشته به موم پارافین تشکیل شده است. این ساختارهای محرک جدید از این لحاظ که نیاز به الکترولیت خارجی برای عمل کردن ندارند، با افزاره‌های ساخته شده قبلی متفاوت هستند.
این ماهیچه‌ها می‌توانند ۱۰۰ هزار برابر وزن‌شان را جابجا کنند، بی‌نهایت سریع منبسط و منقبض شوند، و در گستره دمایی وسیعی عمل کنند. چنین خواصی می‌تواند آنها را برای استفاده در گستره‌ای از کاربردها از قبیل روبات‌های انسان‌نما، منسوجات هوشمند و موتورهای چرخشی پیشرفته ایده‌آل کند.
این گروه برای ساخت این ماهیچه‌های مصنوعی، ابتدا جنگلی از نانولوله‌های کربنی رشد داد که بصورت عمودی هم‌راستا بودند. این محققان سپس صفحه نازکی از دسته‌های نانولوله‌ای را از این جنگل بیرون کشیده و برای ساخت نخی حاوی مارپیچ‌هایی از نانولوله‌های کربنی درهم تنیده، آن را درهم پیچاندند. در مرحله بعد، آنها این نخ را با موم پارافین مذاب مخلوط کردند.
تصویر میکروسکوپ الکترونی پیمایشگر (SEM) از یک نخ نانولوله کربنی پر شده از موم پارافین کاملا مارپیچی.
سپس انتهای هر رشته از این نخ به یک منبع توان متصل شد. موقعی که یک ولتاژ اعمال شد، موم گرم و منبسط شد. فشار ایجاد شده در نتیجه این انبساط سبب منقبض و بطور جزئی باز شدن این نخ درهم‌پیچیده می‌شود و درنتیجه یک کنش چرخشی مشابه آنچه موقع کشیدن یک فنر مارپیچی دیده می‌شود، ایجاد می‌کند. این نخ در جهت مخالف آنچه موم پارافین سرد می‌شود، می‌چرخد.
ماهیچه‌های مصنوعی ساخته شده قبلی بطور مشابه کار می‌کنند، اما آنها بر نانولوله‌‌ها غوطه‌ور در یک الکترولیت مایع متکی بودند. باخمن توضیح می‌دهد که استفاده از موم پارافین بطور موثری نیاز به چنین مایع رسانای خارجی را از بین می‌برد.
او می‌گوید: «این نانورشته‌های آغشته به موم پارافین همچنین می‌توانند اجسامی هزار برابر سنگین‌تر از وزن‌شان را جابجا کنند و در مقایسه با ماهیچه‌های طبیعی با همان اندازه، در مدت انقباض، ۸۵ برابر توان مکانیکی بیشتری تولید می‌کند.»
مارپیچی بودن این نخ نانولوله‌ای ضریب انبساط گرمایی‌اش را حتی بدون موم پرکننده تا ۱۰ برابر افزایش می‌دهد. طبق گفته این محققان این انبساط گرمایی بالا برای این نخ‌های مارپیچی، بدین معنی است که آنها برای استفاده در منسوجات هوشمند ایده‌آل هستند.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Science منتشر کرده‌اند.
