Альтернатива электромоторам: наномускулы открывают глаза

Новое слово — наномускулы. Пришло время поприветствовать. Путь к их созданию был долог — разработки в милитаристских целях начались в 1950-х, но в нашу жизнь "мускулы" входят активно только сейчас, причём через игрушки. Что, впрочем, не мешает говорить об их огромном потенциале.

Будем основываться на материалах зарубежной печати, которая называет изобретателем наномускулов шотландского инженера Рода Макгрегора (Rod MacGregor), основавшего в 1998 году неподалёку от Силиконовой долины компанию NanoMuscle.

 

 

Но мы допускаем, что в этом деле может быть "замешана" и российская наука. Хочется в это верить, во всяком случае. Итак, что же, собственно, произошло.

В середине февраля 2003 года на международной ярмарке игрушек в Нью-Йорке (American International Toy Fair) компания Playmates Toys представила глазастую куклу — "Baby Bright Eyes". Вот, этими "Eyes" и управляют наномускулы.

Baby Bright Eyes. Знали бы дети, что в глазах этой куклы мускулы из никель-титанового сплава (фото southcn.com).

По сути — это подражающие мускулам человека крошечные электродвигатели, но в то же время — альтернатива привычным "движкам".

В том числе и потому, что работают "мускулы" практически бесшумно.

По словам очевидцев, кукла "Ясные глаза" очень реалистично этими своими глазами двигает: открывает, закрывает, провожает взглядом и так далее.

К примеру, когда ребёнок подносит бутылку ко рту куклы, большие-пребольшие выразительные глаза останавливаются на поданном предмете. Бэби издаёт булькающие звуки, делая вид, что пьёт.

Короче говоря, "все эти волшебные движения глаз сопровождаются сладким голосом ребёнка и звуковыми эффектами", — сообщает Playmates Toys. Стоимость куклы около $50, срок появления на прилавках — конец 2003 года.

Вот из-за этого игрушечного паука Макгрегор и занялся наномускулами (фото Business 2.0).

Зарубежная пресса всерьёз говорит, что "Baby Bright Eyes" — первое коммерческое применение наномускулов.

Ой, ли? Вроде как промышленность никель-титановый сплав эксплуатирует не первый год, делая из него зажимы, инструменты и так далее. То ли наномускулами сплав никто просто не решался назвать, то ли сделать их надо было, "мускулы" эти. Скорее, второе.

Так, история наномускулов берёт своё начало с того, что шотландец Макгрегор решился сделать игрушку — ходячего паука для игрушечной компании Hasbro, на которую в ту пору работал.

	Кукла вместе с бутылочкой и медвежонком, на которых она умеет реагировать своими глазами.

Но тут же столкнулся с проблемой: обычный электродвигатель, достаточно маленький, чтобы соответствовать размеру игрушки, не захотел работать как надо. Вот и пришлось изобретать наномускул.

Макгрегор воспользовался тем, что сплав никеля и титана обладает так называемой "памятью формы", "эффектом памяти" или же "эффектом памяти формы".

Так или иначе — это физическое явление, при котором пластически деформированный металл восстанавливает свою первоначальную форму, обычно при нагреве — Shape Memory Alloys (SMA) по-английски.

Работает так: для начала деталь из сплава деформируют, то есть меняют её форму, но хитрость в том, что первоначальную-то она помнит!

К ней деталь и возвращается под воздействием несильного электрического сигнала. В обесточенном состоянии деформируется обратно. Вот и получается движение туда-сюда.

В отличие от наномускула, скрепка не обладает "эффектом памяти формы".

За это обладателей "эффекта памяти формы", вроде никель-титанового сплава, и называют "интеллектуальными" материалами будущего, потому что они реагируют на внешние изменения, "дают оценку", "делают выводы" и вообще — могут действовать.

Главным недостатком SMA до недавнего времени считался ограниченный срок службы: количество "циклов жизни" сплавов не превышало тысячу, после чего "мускулы" изнашивались.

Но Макгрегор заявил, что инженерам его компании NanoMuscle удалось преодолеть эти ограничения, используя "улучшенные" частицы титана и никеля, а также микрокомпьютерные чипы со специализированным программным обеспечением.

Теперь "жизненный цикл" наномускулов превысил миллион, их сделали более надёжными и способными к восстановлению.

Тот же наномускул, но без скрепки (фото Business 2.0).

Причём хватка у наномускулов очень не слабая: один грамм способен взять вес в 140 граммов. Увеличение "мускула" в размере с 50 мм до 150 мм, по расчётам Макгрегора, приведёт к увеличению грузоподъёмности в 9 раз.

Сам же наномускул состоит из пластинок длиной около 35 мм, которые уложены на друг на друга и ходят взад-вперёд. Контролирует движение 8-битовый микропроцессор размером с семечку. Энергопотребление — 1,8 Вольта. Температуры от -70 до +75 по Цельсию.

Что же касается стоимости создания одного мускула (видимо, при массовом производстве), то она не превышает 50 центов.

Обычный электрический двигатель того же размера и эффективности стоит приблизительно $300, а при его производстве требуются экзотические материалы типа бериллия.

Наномускул "накачивается", поднимая батарейку.

В общем, наномускулы, как жизнеспособная альтернатива существующим микроэлектродвигателям, претендуют на захват рынка, оцениваемого в сумму от трёх до $12 миллиардов. И это с помощью игрушек? Не только.

Судите сами, крошечные двигатели сегодня настолько распространились, что большинство из нас даже перестало их замечать: от мобильников, фотоаппаратов и плееров до микроволновок, компьютеров, принтеров и так далее почти до бесконечности. Добавьте сюда же медицинские, военные, и промышленные устройства, и вы получите представление о потенциале наномускулов.

Не станем разводить под конец антиутопию. Про наноботов и невидимое оружие, как и про военные нанотехнологии — было. Теперь ко всему этому добавился мускул размером со спичку, поднимающий больше своего веса. То ли ещё будет.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru