Muscoli artificiali, migliori prestazioni grazie al grafene

Muscoli artificiali, migliori prestazioni grazie al grafene

L'impiego del grafene per la realizzazione di elettrodi migliora la tenuta nel tempo delle strutture a membrana polimerica conosciute con il nome di muscoli artificiali. I primi robot sperimentali realizzati entro l'anno

di Andrea Bai pubblicata il , alle 17:21 nel canale Scienza e tecnologia
 

Nel mondo della robotica ispirata alla natura è stato condotto un consistente lavoro di ricerca nei cosiddetti muscoli artificiali, ovvero particolari polimeri elettro-attivi che cambiano forma o dimensione quando stimolati da un campo elettrico. Numerosi sono gli impieghi potenziali ipotizzati che spaziano dalla propulsione di veicoli subacquei con un sistema simile alle pinne dei pesci fino alla riabilitazione di pazienti con varie forme di disabilità.

I muscoli artificiali sono costituiti da una membrana di polimeri interposta tra due elettrodi metallici. Quando viene applicata una differenza di potenziale agli elettrodi, il campo elettrico che ne consegue causa lo spostamento degli ioni della membrana e la sua deformazione. Queste strutture sono particolarmente apprezzate per il loro ridotto consumo energetico e per la capacità di deformarsi a basse tensioni, imitando movimenti che in natura avvengono in maniera del tutto ordinaria.

Purtroppo queste strutture hanno un inconveniente: gli elettrodi metallici si possono fratturare dopo un periodo di esposizione all'aria e alla corrente elettrica, portando ad una degradazione delle prestazioni. Il miglioramento della tenuta nel corso del tempo è quindi una sfida fondamentale che i ricercatori si trovano ad affrontare nel campo dei muscoli artificiali, indagando le possibilità di realizzazione di elettrodi che siano flessibili, economici da realizzare e resistenti all'usura.

I ricercatori del Korea Advanced Institute of Science and Technology hanno pubblicato i risultati di una ricerca che dimostra come lo sviluppo di piccole pellicole basate su un nuovo composto di grafene possa risolvere il problema. Si tratta in particolare di un ossido di grafene con proprietà idrofobiche, che recentemente è già stato sperimentato nella realizzazione di supercondensatori e di display olografici 3D.

Usando il composto i ricercatori hanno realizzato degli elettrodi caratterizzati da una superficie esterna liscia e in grado di respingere l'acqua ed una superficie intera rugosa che facilita la migrazione degli ioni e la conseguente deformazione della membrana polimerica. Il nuovo muscolo artificiale creato in questa maniera ha mostrato una tenuta nel tempo molto convincente senza alcun degrado apparente, anche in condizioni severe come ad esempio un'elevata differenza di potenziale.

I ricercatori affermano che vi sono ancora vari aspetti da migliorare per poter realizzare il pieno potenziale degli elettrodi basati sul grafene così da poter portare i muscoli artificiali in commercio. Tra le prossime attività di ricerca vi sono il miglioramento delle prestazioni di deformazione e lo studio delle possibilità di stoccare energia. Un progetto di più ampio respiro prevede lo sviluppo di un robot che sia in grado di camminare e saltare sull'acqua come un gerride, o insetto pattinatore: questo sarà possibile realizzando muscoli galleggianti con prestazioni affidabili anche per sei ore consecutive senza nessun apparente mutamento nella durata nel corso del tempo.

5 Commenti
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Luca*gr25 Maggio 2015, 17:25 #1
Questa, è una tecnologia molto molto interessante per il futuro.
Ne vedremo delle belle nei prossimi anni, sopratutto per quelle persone che hanno perso l'uso degli arti.
qboy25 Maggio 2015, 19:49 #2
manca il grafene per il membro centrale
LMCH26 Maggio 2015, 00:07 #3
Il problema è che senza un metodo per produrre grafene in quantità e senza costi eccessivi nelle forme richieste, tutte queste ricerche più in la dei prototipi non vanno.
mortimer8626 Maggio 2015, 08:42 #4
Originariamente inviato da: qboy
manca il grafene per il membro centrale


http://www.tomshw.it/news/preservat...ill-gates-53030
qboy26 Maggio 2015, 10:01 #5
Originariamente inviato da: mortimer86


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