Созданы нановолокна, которые эффективно имитируют человеческие мышцы

Исследователи создали нановолокна, которые работают как мышечный привод. Новые искусственные «мышцы» оказались эффективнее и гибче, чем существующие аналоги. Свою разработку ученые представили в журнале Nature Nano.

Инженеры из Техасского университета в Остине и Университета штата Пенсильвания использовали для создания мышечных приводов самосборку блок-сополимера в фазе раствора и кристаллизацию, программируемую деформацией. Волокна состоят из четко выровненных наноструктур с чередующимися кристаллическими и аморфными областями, напоминающими упорядоченную и поперечно-полосатую структуру скелетных мышц млекопитающих.

Блок-сополимер — это линейный сополимер, макромолекула которого состоит из регулярно или статистически чередующихся однородных блоков, различающихся по составу или строению. Как отмечают исследователи, для создания мышечных структур требуется поместить созданный ими полимер в растворитель, а затем добавить воду. Одна часть этого полимера гидрофильная (притягивается к воде), а другая часть гидрофобная (стремится избежать контакта с водой). Гидрофобные части полимера группируются вместе, чтобы защитить себя от воды, создавая структуру волокна.

В своей работе исследователи сообщают, что их волокна на 75% более эффективны с точки зрения преобразования энергии в движение, способны выдерживать на 80% большую нагрузку и могут вращаться с большей скоростью и силой, чем современные приводы. Кроме того, новое волокно способно растягиваться в 9 раз без повреждений.

Инженеры полагают, что разработка найдет применение в робототехнике и медицине. Например, новые волокна можно будет использовать во вспомогательном экзоскелете, который помогает людям с ослабленными мышцами восстанавливать движение. Кроме того, наноструктуры можно использовать для создания «самозакрывающей повязки» после хирургических операций. После заживления раны такая повязка полностью растворится.

Вы можете создать из этих волокон руку для робота, которая будет реагировать на раздражители и возвращать энергию, вместо того, чтобы использовать для этого двигатель. Так будет лучше, потому что с механическим управлением у робота будет более мягкое прикосновение.

Маниш Кумар, профессор Инженерной школы Кокрелла и один из авторов исследования

Изображение обложки: University of Texas at Austin


Читать далее

Китайский ИИ предсказывает курс гиперзвуковых ракет. Ответный удар будет с опережением

Раскрыт секрет долголетия. Все дело в экспрессии генов, и вот как можно на нее повлиять

Ученые ищут минералы для электромобилей на дне древнего океана

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Ученые впервые наблюдали, как орангутанг занимается самолечением
Наука
SpaceX не смогла скрыть полет ракеты над Россией: в сети публикуют фото
Космос
Зонд «Эйнштейн» показал первую партию редких космических фото
Космос
Миссию по доставке образцов с загадочной стороны Луны запустили в Китае
Наука
Ученые подтвердили ключевые события из Библии
Наука
Недалеко от нас есть планета, где ветер дует быстрее пули
Космос
Найден необычный способ бороться с хроническим стрессом
Наука
Посмотрите на самый редкий торнадо, который пронесся над США
Наука
Над Землей пролетел астероид, который вращался быстрее всех остальных
Космос
Ученые показали лицо женщины, которая жила 75 000 лет назад
Наука
Анализ генов показал, как древние водоросли вышли на поверхность планеты
Наука
Древняя технология поможет вырастить растения на Марсе, считают ученые
Космос
Физики из MIT добились рекордной близости между атомами для квантовых исследований
Наука
В Германии на ветряную электростанцию впервые установили деревянные лопасти
Новости
Инженеры разработали искусственную пиявку для безболезненного забора крови у детей
Наука
Solar Orbiter запечатлел «пушистую» корону Солнца в завораживающих деталях
Космос
Китай отправляет миссию на обратную сторону Луны: как смотреть онлайн
Космос
ИИ нашел асимметрию материи и антиматерии на Большом адронном коллайдере
Наука
TikTok вернулся в Россию? Что известно прямо сейчас
Новости
В Японии разработали устройство 6G, которое передает данные со скоростью 100 Гбит/с
Новости