Еще один продукт науки, который кажется слишком удивительным, чтобы быть правдой: исследователи из Массачусетского технологического института изобрели технологический эквивалент мексиканских прыгающих бобов. Как видно из видео выше, они создали полимерные пленки, которые действуют как искусственные быстро сокращающиеся мышцы, самопроизвольно свертывающиеся и танцующие вокруг до жуткой жизни.
Полимерные листы специально разработаны для быстрого расширения, когда они вступают в контакт с водой, и сжимаются, когда они выталкивают ее. Таким образом, поместив листы на слегка влажную поверхность, Mingming Ma и его коллеги смогли заставить их танцевать самостоятельно. Они опубликовали подробности своего изобретения сегодня в статье в науке .
Хотя на полимеры просто приятно смотреть, исследователи имели в виду практическое применение при их разработке: производство электроэнергии. Когда они покрыли листы пьезоэлектрическим полимером, который генерирует электричество от давления и напряжения (30 секунд на видео), и подключили его к конденсатору, они смогли накапливать незначительные количества энергии, выбрасываемой всем этим сгибанием и переворачиванием.
Они говорят, что листы производили всплески электричества, достигающие пика около 1 вольт. Поскольку полимер может также стимулироваться простым присутствием водяного пара в воздухе, а не только водой на столе, они предполагают, что эти типы тонких листов с водяным приводом могут когда-нибудь быть использованы для обеспечения электричеством небольших вездесущих объектов, таких как датчики окружающей среды.
«С датчиком, работающим от батареи, вы должны периодически заменять его», - сказал ведущий автор Ма. «Если у вас есть это устройство, вы можете собирать энергию из окружающей среды, поэтому вам не придется часто ее заменять».
Они даже предполагают, что этот тип материала можно сшить в одежду, чтобы собирать электричество с пота, который испаряется с вашего тела. «Вы можете бегать, тренироваться и генерировать электроэнергию», - сказал Лян Го, соавтор.
Листы изготовлены из пары полимеров: один называется полипиррол, который служит в качестве жесткой поддерживающей матрицы, а другой - полиолборат, гибкое гелевое вещество, сплетенное повсюду, которое расширяется и сжимается при контакте с водой. Исследователи были вдохновлены конфигурацией мышц животных (в том числе и наших), которые сделаны из жесткой сети коллагеновых волокон, сотканных из эластичных микрофибрилл.
На видео выше, когда сверхтонкая пленка вступает в контакт с незначительным количеством влаги, нижний слой поглощает воду и быстро скручивается вверх. Затем, как только дно поднимается со стола и вступает в контакт с воздухом, с него испаряется влага, и он снова выравнивается.
Команда даже проверила прочность этой удивительной полимерной конструкции, используя зажимы и тяжелые предметы, чтобы увидеть, какой вес могут выдерживать полимерные листы при стимуляции. Они обнаружили, что кусок пленки толщиной 25 миллиграмм может поднять стек стеклянных предметных стекол в 380 раз тяжелее, чем он сам, и создать давление до 27 мегапаскалей - в 80 раз больше, чем давление, создаваемое типичными мышцами млекопитающих. Довольно удивительно для тонкого листа бумаги.
