Новий вид штучних м'язів - полімерний матеріал, що перетворює водяні пари в кінетичну енергію
Ця полімерна плівка, яку можна побачити на наведеному знімку і відеоролику, постійно розширюється і скорочується, завдяки чому вона здається живою. Але в цьому немає ніякої чорної магії, енергія для руху цього матеріалу прибуває від водяної пари, який завжди знаходиться в повітрі в різній концентрації. Дослідники з Массачусетського технологічного інституту збираються використовувати безперервний рух матеріалу для того, що б зробити електричну енергію для наноелектронних пристроїв, або створити на базі такого матеріалу штучні м'язи для роботів наступного покоління.
Цей "живий" матеріал складається з двох взаємопов'язаних полімерних матеріалів. Один полімерний матеріал служить для формування гнучкого, але міцної основи, який надає кінцевому гібридного матеріалу його форму. Другий матеріал є м'яким гелеподібні матеріалом, який збільшується в об'ємі у багато разів, поглинаючи вологу з навколишнього середовища. Поєднавши ці два матеріали в одне ціле, дослідники отримали те, що можна побачити на нижчеподаному відеоролику - смуги тонкої плівки, які свиваются і переміщуються самі по собі без будь-якого видимого зовнішнього впливу.
Але головний фокус нового матеріалу полягає в наступному - коли гелевидний матеріал вбирає вологу з повітря, він збільшується в об'ємі, це, в свою чергу, змушує всю плівку рухатися і згортатися. Того слабкого потоку повітря, що виникає при русі матеріалу, цілком достатньо для того, що б висушити найтонший шар вологопоглинаючого гелеобразного полімеру. При цьому обсяг цього полімеру зменшується, плівка розпрямляється і зупиняється, після чого знову починається процес поглинання вологи гелеподібні матеріалом, що забезпечує циклічність руху.
Технологія отримання енергії, використовуючи вологу з повітря, є дуже перспективним напрямком, адже вологи цілком достатньо в повітрі навіть самого гарячого і посушливого місця, такого як пустеля Сахара. Так і в штучних умовах керувати концентрацією водяної пари в повітрі досить просто.
Для того, що б отримати електричну енергію від енергії руху цього полімерного диво-матеріалу, його вкрили тонким шаром п'єзоелектричного матеріалу, який виробляє енергію при його деформації. Але такий підхід не виправдав себе з точки зору ефективності, з кожного квадратного сантиметра такого матеріалу можна отримати в середньому 5.6 нановат електричної енергії, що поки ще не дозволяє розглядати такий матеріал як вічне джерело екологічно чистої енергії. Набагато краще матеріал проявляє з точки зору вироблення механічної енергії. Він досить сильний для того, щоб підняти вагу, що перевищує його власну вагу в 10 разів, що теоретично дозволяє розглядати цей матеріал в якості кандидата на роль двигуна мікроелектромеханічних систем, нанороботів та інших крихітних пристроїв.