14 июля 2022 г. — Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и некоммерческой организации SRI International экспериментируют с прочным эластичным полимером для создания искусственной мышцы, которую они описывают как более прочную и гибкую, чем человеческая.
Полимеры — это природные или синтетические вещества, состоящие из больших молекул и являющиеся строительными блоками многих минералов и искусственных материалов. В этом случае исследователи использовали электроактивные полимеры, которые меняют форму или размер при стимуляции электричеством. Они стали любимцами инженерного мира и теперь используются в самых разных технологиях, от роботов-рыб до пылесосов.
Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали мышечный материал из диэлектрических эластомеров, типа электроактивного полимера, и представили новый процесс создания искусственных мышц, который, как они надеются, когда-нибудь будет применяться в мягкой робототехнике и даже в человеческих имплантатах.
«Мы очень рады этому новому материалу, — говорит Кибинг Пей, доктор философии, автор исследования и профессор материаловедения и инженерии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «При максимальной производительности эта искусственная мышца намного мощнее, чем человеческая».
Выводы группы были опубликованы в этом месяце в Наука.
Создание супер-мускулов
В ходе испытаний исследователи показали, что материал не только может расширяться и сжиматься, как человеческая диафрагма во время дыхания, но также может подбрасывать шарик размером с горошину в 20 раз тяжелее, чем он сам. А синтетические мышцы, оснащенные материалом, были в 3-10 раз более гибкими, чем натуральные мышцы, согласно пресс-релизу о результатах.
Чтобы создать эту сверхчеловеческую, мускулистую ткань, исследователи взяли обычный, но негибкий материал на акриловой основе и использовали процесс отверждения ультрафиолетовым светом, чтобы получить материал с более высокими эксплуатационными характеристиками. В результате получается 35-микрометровая пленка, тонкая и легкая, как кусок человеческого волоса, которую затем наслаивают до 50 раз для создания искусственного мышечного листа, объясняют авторы.
Искусственная мышца потребляет электрическую энергию, в отличие от человеческих мышц, которые используют для работы химическую энергию пищи.
«У этого есть много преимуществ, — говорит Пей. «Его легче контролировать, и мы можем активировать и деактивировать материал на более высокой частоте. Для человеческих мышц у нас обычно низкая производительность на высокой частоте».
Гибридные люди
Исследователи видят будущее технологии в медицинских имплантатах и мягкой робототехнике. Примечательно, что этот материал может добавить «осязание» к носимым биомедицинским технологиям и может помочь тем, кто не может улыбаться или моргать из-за состояния здоровья, объяснил Пей UPI.
«Я думаю, что есть большой потенциал», — сказал он. «Это новый материал, и я думаю, что смысл становится ближе к реальности».
Источник: webmd.com
