Ученые Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Министерства энергетики США (the U.S. Department of Energy’s Lawrence Berkeley National Laboratory, далее – лаборатория Беркли) совместно с Калифорнийским университетом разработали изящный и высокоэффективный актюатор, который может совершать движения наподобие пальцев руки и имеет толщину меньше, чем толщина человеческого волоса. Актюатор основан на оксидном материале, который существенно расширяется и сокращается в ответ на малые температурные изменения. Авторы рассчитывают, что устройство может найти применение в микрофлюидике, доставке лекарств и создании искусственных мышц.
«Мы уверены, что наши микроактюаторы являются более эффективными и мощными, чем представители других существующих технологий микроскопических актюаторов, включая мышечные клетки человека», – заявляет старший преподаватель лаборатории Беркли и Университета Калифорнии Юнкяо Ву (Junqiao Wu). «Мы используем очень интересный материал – оксид ванадия (IV) – его фазовые переходы до сих пор вызывают большой интерес со стороны ученых».
Исследователи предполагают использовать микроактюаторы в качестве крошечных насосов по доставке лекарств или в качестве механических мышц для микророботов. Исключительно высокая эффективность микроактюаторов (мощность на единицу объема) является большим преимуществом для этих приложений. Актюаторы на основе диоксида ванадия имеют силу на три порядка больше, чем в человеческих мышцах. Ву и его коллеги при сотрудничестве с Центром по опознаванию и реагированию Беркли (the Berkeley Sensor and Actuation Center) интегрировали свои актюаторы в роботизированные устройства по определению радиации в особо опасных условиях.
Следующая цель ученых – создать торсионный актюатор, что, по мнению Ву, является более интересной задачей. «Торсионные актюаторы обычно представляют собой достаточно сложную конструкцию из шестерен, валов и ремней, поэтому миниатюризировать их очень непросто. Однако, с помощью только одного слоя из тонкой пленки на основе диоксида ванадия можно будет создать очень простой торсионный актюатор», – уверен Ву.
|
