За прообраз нитей искусственных мышц взяли огуречные усики

Polina Anikeeva/MIT

Исследователи из Массачусетского технологического института создали сокращающиеся при нагревании полимерные нити, которые в будущем могут быть использованы для создания искусственных мышц протезов и роботизированных рук. Прообразом для них послужили усики огурца. Статья, в которой описывается разработка, опубликована в Science.

Применяемые в настоящее время методы создания мышц искусственных рук – гидравлические системы, сервомоторы, приводы на основе металлов с эффектом памяти формы — не лишены своих недостатков, таких как относительно большая масса и сравнительно долгое время реакции.

Чтобы огурец получал больше солнечного света и рос быстрее, завитые усики, которые он выбрасывает, ищут опору, чтобы подтянуть растение вверх. При создании сокращающихся волокон группа инженеров MIT под руководством профессора Полины Аникеевой нашла способ подражать такому механизму наматывания и вытягивания. Для этого исследователи соединили в волокне два вида полимеров, эластомер и полиэтилен, которые имеют разную скорость расширения при нагревании. В то время как эластомер стремился расшириться, полимер удерживал его от этого. Толщина «свернувшихся» в результате этого процесса волокон может быть от нескольких микрометров до нескольких миллиметров, а длина достигает сотни метров.

Mehmet Kanik/MIT Bioelectronics Lab

Исследователи обнаружили, что даже небольшое нагревание может заставить виток натягиваться и вызывать тяговое усилие – и наоборот. Процесс может быть повторен более десяти тысяч раз. Материал способен выдержать в 650 раз больше собственного веса и реагирует на нагревание всего за несколько миллисекунд. В искусственную мышцу можно вплетать электроды и оптические волокна. Исследователям удалось вплести в нить сетку из нанопроволоки, которую в будущем предполагается использовать для термического регулирования нити. Предполагается, что такие нити могут использоваться в качестве привода в роборуках и робоногах, а также в искусственных конечностях.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.