Визуализация применения полупроводниковых органических нанотрубок в искусственных мышцах. Изображение предоставлено Мохамедом Резой Обейдианом. Предоставлено: Мухаммад Реза Обейдиан.
Исследователи из Хьюстонского университета сообщают о прорыве в области материаловедения и инженерии, разработав электрохимический привод, в котором используются специальные полупроводниковые органические нанотрубки (OSNT).
В настоящее время двигатель находится на ранних стадиях разработки, и он станет важной частью исследований, которые внесут вклад в будущее робототехники, биоэлектроники и Биомедицинская наука.
Электрохимические устройства, преобразующие электроэнергия Мухаммад Реза Обейдиан, доцент кафедры биомедицинской инженерии в Школе биомедицинской инженерии UH Cullen, сказал, что он является автором статьи под названием «Органические полупроводниковые нанотрубки для электрохимических устройств», опубликованной в журнале. современные функциональные материалы, что разделяет открытие.
Значительное движение (которое ученые определяют как срабатывание, а измерение как деформационное напряжение) и быстрое время отклика были недостижимыми целями, особенно для электрохимических исполнительных устройств, работающих в жидкости. Это связано с тем, что сила сопротивления жидкости ограничивает движение исполнительного механизма и ограничивает перенос и накопление ионов в материалах и конструкциях электродов. В лаборатории Обейдиана он и его команда усовершенствовали способы работы с этими двумя препятствиями.
‘Наши электрохимические органические полупроводниковые нанотрубки устройство Он демонстрирует высокие рабочие характеристики с быстрым переносом и накоплением ионов и настраиваемой динамикой в жидких электролитах и гелевых полимерах. Это устройство демонстрирует отличные характеристики, в том числе Низкое энергопотребление/ напряжение, большая деформация, быстрая реакция и отличная стабильность работы ».
Он объяснил, что эти выдающиеся характеристики проистекают из огромной эффективной площади поверхности наноструктурных наноструктур. Большая площадь поверхности способствует переносу и накоплению ионов, что приводит к высокой электрической активности и долговечности.
«Более низкие значения энергопотребления / напряжения этого привода OSNT, даже при работе в жидком электролите, являются значительным улучшением по сравнению с электрохимическими приводами, работающими в жидкости и воздухе, о которых сообщалось ранее», — сказал Обайдиан. «Мы оценили долгосрочную стабильность. Актуатор из полупроводниковых органических нанотрубок продемонстрировал превосходную долгосрочную стабильность по сравнению с ранее описанными актуаторами на полимерной основе, работающими в жидком электролите».
Мохамед Реза Обейдиан, адъюнкт-профессор биомедицинской инженерии инженерной школы Коллина Хьюстонского университета, объявляет о значительном прогрессе в разработке электрохимического привода. Предоставлено: Хьюстонский университет.
К Обайдиану в проекте присоединились Мохаммад Джавад Исламиан, Вериштисадат Мераб, Виджай Кришна Рагхунатан и Ширин Маджд, все из отдела биомедицинской инженерии инженерной школы UH Cullen.
Используемые органические полупроводники, называемые сопряженными полимерами, были открыты в 1970-х годах тремя учеными — Аланом Хигером, Аланом МакДермидом и Хидеки Ширакавой, которые в 2000 году получили Нобелевскую премию за открытие и разработку сопряженных полимеров.
Чтобы новый тип триггера превзошел статус-кво, конечный продукт должен не только оказаться высокоэффективным (в данном случае как для жидких, так и для гелевых электролитов), но и быть устойчивым.
«Чтобы продемонстрировать потенциальные возможности применения, мы спроектировали и разработали движущийся нейронный зонд микронного размера на основе микрозонда OSNT. Вероятно, что этот крошечный микроб имплантируется в мозг, где записи нервных сигналов подвергаются негативному влиянию либо поврежденной тканью. или транслокация нейронов может быть усилена изменением положения кантилевера. «Движущийся маленький», — сказал Обейдиан.
Следующий шаг — эксперименты на животных, которые скоро будут проводиться в Колумбийском университете. Первые результаты ожидаются к концу 2021 года, после чего последуют долгосрочные испытания.
«Учитывая достижения на сегодняшний день, мы ожидаем, что эти новые электрохимические устройства на основе OSNT помогут в разработке следующего поколения мягких роботов, искусственных мышц, биоэлектроники и биомедицинских устройств», — сказал Обайдиан.
Мохаммад Джавад Исламиан и др., Полупроводниковые органические нанотрубки для электрохимических устройств, современные функциональные материалы (2021 г.). DOI: 10.1002 / adfm.202105358
Представление о
Хьюстонский университет
цитата: Исследователи используют полупроводниковые органические нанотрубки для создания нового электрохимического привода (2021 г., 3 сентября). Получено 3 сентября 2021 г. из https://phys.org/news/2021-09-semiconductor-nanotubes-electrochemical-actuator.html.
Этот документ защищен авторским правом. Несмотря на честные отношения с целью частного изучения или исследования, воспроизведение какой-либо части без письменного разрешения запрещено. Контент предоставляется только в информационных целях.
«Главный евангелист пива. Первопроходец в области кофе на протяжении всей жизни. Сертифицированный защитник Твиттера. Интернетоголик. Практикующий путешественник».
More Stories
Анатомия карты Gaia HR II. Вертикальная структура истории звездообразования по солнечному цилиндру Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества
Смитсоновский институт получит образцы астероидов, возвращенные НАСА
Птичий грипп: Европейское управление по безопасности пищевых продуктов рекомендует усилить защиту ферм от диких птиц