Искусственные мускулы на основе стоячих волн

Недавние исследования показали, что солитоны могут быть основой искусственных мускулов и молекулярной электроники.

Солитон – это электрон, окруженный фононами, частицами, передающими энергию вибрации. С 1980-х годов ученым было известно, что солитоны могут переносить электрические заряды при движении через органические полимеры. Как показали недавние исследования ученых из Университета Огайо (США) под руководством профессора Ли, электрон внутри солитона может принимать различные энергетические состояния, наподобие электронов в атоме водорода.
Квантовые свойства солитона очень важны, так как именно они позволяют ему переносить электрические заряды, двигаясь внутри органического материала.

В соответствии с современным представлениям, все частицы проявляют свойства, как волн, так и корпускул. Однако природа солитонных волн отлична от волновой природы других частиц. Это так называемые «стоячие волны», которые со временем не рассеиваются.
Благодаря этой особенности солитоны способны распространяться в органических полимерах. Причем при прохождении электрического заряда, который несет солитон, полимеры изгибаются.

Используя это свойство необычных частиц, группа профессора Ли создала искусственный мускул на основе полиацетилена. С помощью электрохимической стимуляции ученым удалось добиться сокращений полимерного мускула. (см. рисунок: модель солитона в структуре полимерного мускула).
Исследователи считают, что солитоны могут работать не только в искусственных мускулах в качестве сокращательного агента, но и в молекулярной электронике и будущих молекулярных механизмах.