인간 근육보다 100배 강한 인공 '원사 근육'

감겨진 낚싯줄과 바느질 실만으로 과학자 팀이 초강력 인공 근육을 만드는 방법을 개발했습니다.

섬유 근육은 같은 길이와 무게의 인간 근육보다 100배나 많은 양을 들어 올릴 수 있어 단위 무게당 제트 엔진과 동일한 출력을 생성할 수 있다고 연구원들은 말합니다.

인공 근육은 휴머노이드 로봇의 팔다리에 동력을 공급하고, 온도를 유지하기 위해 건물의 창문을 열거나 닫거나, 심지어 착용자를 시원하거나 따뜻하게 유지하기 위해 팽창하거나 수축하는 섬유로 옷을 만드는 데 사용될 수 있습니다. [생체모방: 자연에서 영감을 얻은 7가지 영리한 기술]

"단순함은 이 기술의 아름다움입니다"라고 달라스에 있는 텍사스 대학교의 화학자이자 오늘(2월 20일) Science 저널에 자세히 설명된 연구의 리더인 Ray Baughman이 말했습니다. Baughman은 "가족실에 있는 고등학생들은 스스로 근육을 만들고 배치할 수 있습니다."라고 덧붙였습니다.

과학자들은 고무 밴드를 과도하게 비틀었을 때처럼 섬유를 더 많이 비틀면 코일링이 발생한다는 사실을 발견했습니다. 비틀기와 같은 방향으로 감기면 근육이 생성되어 가열되면 수축하고 냉각되면 다시 확장됩니다. 대조적으로, 반대 방향으로 감으면 근육이 가열될 때 확장됩니다.

연구원들은 섬유 근육이 안드로이드나 외골격의 근육에 힘을 공급하는 데 사용될 수 있다고 말했습니다. 로봇 근육의 경우 온도 변화가 아닌 전기 에너지가 섬유의 수축을 촉진합니다.

Baughman은 Live Science에 "현재의 인간형 로봇이나 외골격 또는 의수족은 기계적으로 원시적입니다."라고 말했습니다. 모터나 유압 장치로 작동하기 때문에 이러한 로봇 부품은 인간의 손재주를 가지고 있지 않다고 그는 말했습니다.

새로운 인공 근육은 또한 모터나 전기 없이도 공기 온도에 반응하여 건물의 무거운 창문을 열고 닫는 데 사용될 수 있으며, 이는 연구원들이 시연했습니다.

마찬가지로 의류 디자이너는 감긴 근육을 사용하여 착용자를 따뜻하게 또는 시원하게 유지하는 데 적응하는 패션을 만들 수 있다고 과학자들은 말했습니다. 감겨진 섬유는 공기 온도가 따뜻해지면 옷이 숨을 쉴 수 있도록 단순히 팽창합니다.

Baughman은 이전에 탄소 나노튜브 원사로 인공 근육을 만들었지만 훨씬 더 비싸고 만들기가 복잡합니다. 대조적으로, 섬유 근육은 제조 비용이 저렴하고 상업화도 쉽다고 Baughman은 말했습니다.

새로운 근육은 원래 길이의 약 10%만 수축하는 탄소 나노튜브와 비교하여 길이의 약 50%로 수축한다고 그는 말했습니다.

모든 인공 근육과 마찬가지로 원사 근육은 아직 전기 에너지를 기계 에너지로 매우 효율적으로 변환할 수 없습니다. 그러나 "내가 아는 다른 응용 프로그램 중 이 코일형 폴리머 근육만큼 뛰어난 응용 프로그램은 없습니다"라고 Baughman은 말했습니다.

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