Юный техник 1975-11, страница 12

жает точку плавления воды, и соленый лед тает при температуре ниже нуля. Подобным образом происходит «химическое» плавление полимера. Ионы некоторых солей, проникая внутрь волокон, разрушают поперечные сшивки — так называемые поперечные мостики между длинными цепочками. Любопытно, что при этом полимерные волокна не удлиняются, как можно было бы подумать, а сокращаются! Разрушение поперечных мостиков освобождает молекулы, и они лод действием сил собственной упругости и под ударами окружающих частиц раствора сворачиваются в более плотные клубки. Так искусственная мышца сокращается. При «химическом» плавлении полимера разрушаются не все поперечные сшивки, а только их небольшая часть. Если насыщенный солью полимерный образец промыть чистой водой, он отдаст жидкости частицы соли. Произойдет обратный процесс «наведения мостиков», и волокна удлинятся.

Два типа искусственных мышц различаются не только механизмом деформации на молекулярном уровне. У них разная чувствительность к химическим растворам, скорость сокращений, КПД преобразования энергии.

Пока по скорости деформации и, следовательно, по мощности искусственные мышцы не могут конкурировать с тепловыми машинами, поэтому говорить о промышленном применении мышце-подобных двигателей еще рано. Когда же они появятся, то в первую очередь найдут применение в механизмах с возвратно-поступательным движением отбойный молоток, строгальный станок, грохот и другие.

На рисунке представлена одна из схем двухтактного двигателя разработанная в нашей лаборатории. Две искусственные мышцы 1 и 2 попеременно сокращаются. Через шток 5 они приводят в движение поршень воздуш

ного насоса 10 и сильфонные парные камеры 6 и 7, 8 и 9. За первый такт одна пара камер всвсывает, за второй — нагие тает в рабочие емкости 3 и 4 порции растворов А и В противоположного действия. Если раствор А заставляет искусственную мышцу сокращаться, то раствор В — растягиваться. Модель уже работает, делая всего один оборот за несколько минут. Низкая скорость объясняется малой чувствительностью попим poi к растворам.

Иное решение двигателя предложила группа биофизиков во главе с А. Качальским. Их модель, подобно турбине, работает непрерывно. Коллагеновое волокно замкнуто в кольцо и пропущено по системе шкивов через два открытых сосуда, наполненных жидкостями противоположного действия. Сокращаясь на одном участке и удлиняясь на другом, волокно приводит во вращательное движение шкивы.

Чтобы увеличить мощность, искусственные мышцы нужно делать из тысяч волоком И все же главное препятствие и здесь — растворы. Многие ученые уже предлагают отказаться от жидкостей и использовать для этой цели электрические и магнитные поля, световые, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Разряжая через электрические контакты или освещая короткими мощными импульсами волокнистую поверхность силового привода, можно осуществлять не только прямое преобразование электрической или тепловой энергии в механическую, а и существенно увеличить мощность. Так, воображению ученых представляются мышцепо-добные двигатели, использующие энергию Солнца и атома, энергию от смешения пресной воды с морской. Но для этого нужны новые, еще пока неизвестные синтетические волокна.

Беседу записал В. ЗАВОРОТОВ

10