Skabt nanofibre, der effektivt efterligner menneskelige muskler

Ingeniører fra University of Texas i Austin og Pennsylvania State University plejede at skabe

muskel aktuatorer selvsamling af blok copolymer indopløsningsfase og deformationsprogrammeret krystallisation. Fibrene er sammensat af højt afstemte nanostrukturer med alternerende krystallinske og amorfe regioner, der minder om den ordnede og tværstribede struktur af pattedyrskeletmuskler.

En blokcopolymer er en lineær copolymerhvis makromolekyle består af regelmæssigt eller statistisk vekslende homogene blokke, der adskiller sig i sammensætning eller struktur. Som forskerne bemærker, kræver det at skabe muskelstrukturer at placere den polymer, de har skabt, i et opløsningsmiddel og derefter tilføje vand. Den ene del af denne polymer er hydrofil (tiltrækker vand), og den anden del er hydrofob (forsøger at undgå kontakt med vand). De hydrofobe dele af polymeren klynger sig sammen for at beskytte sig selv mod vand og skaber fiberstrukturen.

I deres arbejde rapporterer forskerne, at deresfibre er 75 % mere effektive med hensyn til at omdanne energi til bevægelse, i stand til at bære 80 % mere belastning og kan spinde med større hastighed og kraft end nutidens drev. Derudover er den nye fiber i stand til at strække sig 9 gange uden skader.

Ingeniører tror, ​​at udviklingen vil findeanvendelse inden for robotteknologi og medicin. For eksempel kunne de nye fibre bruges i et assisterende eksoskelet, der hjælper mennesker med svækkede muskler med at genvinde bevægelse. Derudover kan nanostrukturer bruges til at skabe en "selvlukkende bandage" efter operationen. Efter at såret er helet, vil en sådan bandage helt opløses.

Du kan skabe en arm ud af disse fibre tilen robot, der vil reagere på stimuli og returnere energi, i stedet for at bruge en motor til dette. Det bliver bedre på denne måde, for med mekanisk styring får robotten et blødere touch.

Manish Kumar, professor ved Cockrell School of Engineering og medforfatter af undersøgelsen

Forsidebillede: University of Texas i Austin

Læs mere

Kinesisk kunstig intelligens forudsiger forløbet af hypersoniske missiler. Gengældsstrejken vil være forude

Hemmeligheden bag lang levetid afsløres. Det hele handler om genekspression, og her er hvordan du kan påvirke det

Forskere søger efter mineraler til elektriske køretøjer på bunden af ​​et gammelt hav