科学新知:化学能源及金属肌肉

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【大澳门威尼斯人赌场官网12月5日讯】(大澳门威尼斯人赌场官网记者李豪编译报导) 性能良好的人工智慧机器人、微型飞行器、义肢都应该能够长时间运行而无需经常充电或添加燃料,为此,持久、有效的能源系统的开发就非常关键。

传统的方法是供应电能给马达、液压系统或压电促动器等动力产生器,使其将电能转换成机械能。但是如果一个行动能力极强的机器人,因为电源问题而被电线绑住手脚的话,那真是太没有效率了。

好在上天给了我们最佳的选择,那就是以化学能驱动肌肉这一人体致动器。科学家们是否可以从中得到启示呢?据新科学家(Newscientist)网站报导,美国德州大学(University of Texas)奈米研究所(NanoTech Institute)的物理学家瑞‧鲍曼(Ray Baughman)表示,最理想的解决有效能源的办法是利用人工肌肉,它可以直接且有效的把化学能转换为机械能。其原理是透过化学材料产生热能,金属受热之后,以变形的方式产生机械能。这种加热方法比用电能加热便宜的多。

鲍曼使用一种具“形状记忆”的镍钛合金制成一个装置,金属表面覆盖以铂催化剂,并放在一装置内,使其外面沾上甲醇。再将其曝露于空气中让甲醇氧化,这个动作可使合金受热,并往预先设定的方向弯曲。停止供应甲醇后,合金又会降温、恢复原形。该装置利用的是铂受热形变、降温后回复原来状态的特性。

鲍曼指出,这种“奈米肌肉”产生的应力是正常人肌肉的500倍,拥有大幅改进的余地,将来会更上一层楼。
(//www.dajiyuan.com)

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