Te materiały są niesamowite. Mogą naśladować budowę i zachowanie mięśni

Na łamach Nature Nanotechnology ukazała się publikacja poświęcona tworzeniu siłowników z włókien. Wykorzystana metoda jest inspirowana strukturą mięśni.

Dzięki niej inżynierowie będą w stanie dokonać istotnego postępu na przykład w robotyce, protetyce i projektowaniu inteligentnej odzieży. W skład zespołu badawczego zajmującego się tą sprawą weszli przedstawiciele Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii.

Czytaj też: Ten słony hydrożel pozwala pozyskać prawie 6 litrów wody pitnej z powietrza w ciągu doby

To właśnie oni wymyślili dwuetapowy proces wytwarzania z włókien elementów wykonawczych, które naśladują strukturę włókien mięśniowych. Jeśli zestawić je z innymi stosowanymi obecnie, to zwrócimy uwagę na kilka istotnych różnic. Można wśród nich wymienić na przykład wydajność i właściwości mechaniczne.

Siłownikami mogą być materiały, które zmieniają się lub deformują pod wpływem bodźców zewnętrznych, np. części maszyn, które się kurczą, zginają lub rozszerzają. W przypadku takich technologii jak robotyka musimy opracować miękkie i lekkie wersje tych materiałów, które mogą działać niczym sztuczne mięśnie. Nasza praca polega na znalezieniu nowego sposobu, aby to osiągnąć.wyjaśnia Robert Hickey, jeden z autorów badania

Materiały składające się z hydrożeli wykazują szereg przydatnych właściwości

W toku badań okazało się, iż włókna wykonane z hydrożelowego materiału mogą rozciągać się na tyle, by osiągnąć kilkukrotność swojej pierwotnej długości. Następnie twardnieją i zachowują wydłużony kształt po wysuszeniu. Wystarczy jednak nieco wody lub ciepła, aby materiał mógł wrócić do swojego pierwotnego rozmiaru. Taka zdolność sprawia, iż owe materiały mogą sprawdzić się w produkcji elementów wykonawczych.

Czytaj też: Opuszki palców drukowane w 3D. Wyglądają na mechaniczne, lecz funkcjonują niczym ludzkie

Jak dodają badacze, po rozciągnięciu do pięciokrotności pierwotnej długości, materiał może powrócić do 80% swojego rozmiaru. Jest w stanie to powtórzyć wielokrotnie, bez utraty wydajności. Jakby tego było mało, możliwość wykorzystania zarówno ciepła jak i wody do przywrócenia pierwotnego kształtu, daje ogromne możliwości, ponieważ większość siłowników jest uruchamiana za sprawą jednego bodźca. Podwojenie tej liczby powinno zwiększyć wszechstronność tych elementów wykonawczych.