Kitajski znanstveniki korak bližje umetnim mišicam - Android

Z novimi načini uporabe lahkih organskih snovi je kitajskim znanstvenikom uspelo ustvariti dobre pogoje za nadaljnji razvoj umetnih mišic. Rezultate svoje raziskave so objavili v publikaciji ACS Central Science.

Razvoj umetnih mišic teče že leta, osredotoča pa se predvsem na naprave in snovi, ki so zmožne oponašanja naravnega gibanja človeškega mišičnega tkiva: krčenje, širjenje in kroženje. Takšne naprave in snovi se lakho uporabijo v številnih panogah: roboti, umetni udi, prenosljiva elektronika, vozila, miniaturne medicinske naprave itd.

Po zasnovi se umetne mišice odzivajo na električna polja, spremembe v temperaturi ali pa na spremembe zračnega tlaka (torej pnevmatsko gibanje). Glavne težave pri sodobnih umetnih mišicah še vedno predstavljata predvsem teža in visok odzivni čas mišic, ki je daleč od človeškega.

Kitajski znanstveniki so svojo različico umetnih mišic zgradili s pomočjo posebnega razreda snovi, uvrščenih pod kovalentna organska ogrodja (ang. COF, covalent organic framework). COF snovi so bile prvič sintetizirane leta 2005, nastanejo pa z medsebojnim povezovanjem molekul, ki vsebujejo ogljik, preko kovalentnih vezi. Te molekule so nato povezane v porozen kristaliziran prah z mnogimi uporabnimi lastnostmi.

Glavni problem pri prahu seveda predstavlja njegova drobljivost, zaradi česar je COF snovi težko oblikovati v plasti ali membrane, uporabne za mišice. Kitajski znanstveniki so se temu izognili tako, da so v svoj postopek sinteze COF snovi dodali polietilen glikol, s čimer so v COF snovi dosegli kompaktnost in gibljivost.

Membrane, izdelane iz novonastalega polimera COF, je mogoče ukrivljati, vrteti okoli svoje osi in raztegovati, kar je zelo uporabno pri razvoju umetnih mišic. Raziskovalci so opazili tudi, da se membrana med izpostavljenostjo določenim kemičnim izparinam skrči. V provtno stanje se povrne, ko jim ni več izpostavljena.

Za poskus so membrano postavili na pas papirnatega izreza človeške figure in papir izpostavili etanolovim izparinam. Ob tem se je trup papirnatega človeka postavil pokončno, ko pa so etanolovo izparino odstranili, se je človeček ulegel.

Odkritje in poskus sta vsekakor obetavna, področje razvoja umetnih mišic pa napreduje z bliskovito hitrostjo, saj so v zadnjem mesecu kar tri različne ekipe raziskovalcev objavile rezultate svojih raziskav: raziskovalci z ameriških univerz MIT in Univerze v Dallasu ter raziskovalci s francoske Univerze v Bordeauxu.

Uvodna fotografija: Wevolver