Oamenii de știință de la UCLA și nonprofit SRI International experimentează cu un polimer puternic și elastic pentru a crea un mușchi artificial pe care îl descriu ca fiind mai puternic și mai flexibil decât mușchiul uman.

Polimerii sunt substanțe naturale sau sintetice alcătuite din molecule mari și sunt elemente de bază ale multor minerale și materiale create de om. În acest caz, cercetătorii au folosit polimeri electroactivi, care sunt polimeri care își schimbă forma sau dimensiunea atunci când sunt stimulați cu electricitate. Au devenit preferații lumii ingineriei și sunt acum utilizați în tehnologie, de la pești robot la ștergătoare de praf.

Cercetătorii de la UCLA au dezvoltat materialul muscular din elastomeri dielectrici, un tip de polimer electroactiv și au introdus un nou proces de construire a mușchilor falși care speră că va fi aplicat într-o zi în robotica moale și chiar în implanturi umane.

„Suntem foarte încântați de acest material nou”, spune Qibing Pei, PhD, autor al studiului și profesor de știința și inginerie a materialelor la UCLA. „La performanța sa maximă, acest mușchi artificial este mult mai puternic decât un mușchi uman.”

Descoperirile echipei au fost publicate luna aceasta în Science.

În urma testării, cercetătorii au arătat că materialul nu numai că se poate extinde și contracta ca o diafragmă umană în timpul respirației, dar ar putea și arunca o minge de mărimea unui bob de mazăre de 20 de ori mai grea decât el însuși. Și mușchii sintetici prevăzuți cu materialul au fost de 3 până la 10 ori mai flexibili decât mușchii naturali, potrivit unui comunicat de presă despre descoperiri.

Pentru a crea această țesătură supraomenească, musculară, cercetătorii au luat un material obișnuit, dar inflexibil, pe bază de acril și au folosit un proces de polimerizare cu lumină UV pentru a produce un material mai performant. Rezultatul este un film de 35 de micrometri, la fel de subțire și ușor ca o bucată de păr uman, care este apoi stratificat de până la 50 de ori pentru a crea foaia musculară artificială, explică autorii.

Mușchiul artificial consumă energie electrică, spre deosebire de mușchii umani, care folosesc energia chimică din alimente pentru a funcționa.

„Acest lucru are o mulțime de avantaje”, spune Pei. „Este mai ușor de controlat și putem activa și dezactiva materialul la o frecvență mai mare. Pentru mușchii umani, avem în general performanțe scăzute la o frecvență înaltă.”

Oameni hibrizi – perspectiva viitorului

Cercetătorii văd un viitor pentru tehnologia implanturilor medicale și în robotica moale. În special, materialul poate adăuga un „simț al atingerii” tehnologiilor biomedicale portabile și îi poate ajuta pe cei care nu pot zâmbi sau clipi din cauza stărilor de sănătate, a explicat Pei pentru UPI.

„Cred că există mult potențial”, a spus el. „Acest material este nou și cred că implicația se apropie tot mai mult de realitate.”

 

Distribuie articolul: