Мышцы нанороботов оказались в тысячу раз сильнее человеческих

Первоначально исследователи занимались фазовым переходом в оксиде ванадия. Этот материал при нагревании свыше 65 градусов из изолятора становится проводником. Ученые неожиданно обнаружили, что этот переход сопровождается сжиманием материала в одном и расширением в двух других направлениях.

Обычно при создании электронных устройств сжимаемость нежелательна, поскольку она может стать причиной разрывов контактов. В то же время, она позволяет использовать оксид ванадия для создания микроскопических приводов миниатюрных машин.

Созданный авторами прототип привода оснащен восемью полосами оксида ванадия, покрытыми с одной из сторон металлическим хромом. Нагревание одной из полос на 15 градусов Цельсия при помощи тока или лазерного луча приводит к тому, что она сгибается подобно пальцу на руке. При одновременном нагревании всех полосок прототип совершает характерные хватательные движения.

Авторы утверждают, что при той же массе, сила, развиваемая новым приводом, в тысячу раз превосходит силу мышц животного. По сравнению со стандартным пьезоэлектрическим приводом, применяемым в микротехнике, ванадиевый гораздо проще, требует меньшего напряжения тока, а его диапазон сокращения гораздо больше.

Механические приводы, используемые в микротехнике, сильно отличаются от подобных макроскопических устройств. Только некоторые из них являются механическими двигателями в полном смысле слова. Например, биологические «молекулярные машины» таковыми обычно не являются, так как их работа основана на химическом сродстве и не подразумевает сохранения инерции.