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
Юпитер оказался не таким, как считали ученые: открытие опровергает гипотезу о гиганте
Космос
Физики придумали, как найти новые измерения в пространстве
Наука
Посмотрите на первое фото кометы C/2024 G3 в России: она прилетает раз в 160 000 лет
Космос
Ученые нашли необычные частицы: их поведение невозможно объяснить обычной физикой
Наука
Байден запретит поставки ИИ-чипов в Россию: что ответила NVIDIA
Новости
300 млрд киловатт-часов: Китай строит крупнейшую в мире гидроэлектростанцию
Новости
Парниковые газы предложили хранить в стенах домов для борьбы с изменением климата
Наука
Ученые разгадали тайну, как древние птерозавры поднялись в воздух
Наука
Эксперимент показал, что фотоны света могут вести себя как частицы темной материи
Наука
ИИ создал крупнейшую базу данных фотографий северного сияния
Наука
Молекулы РНК превратили в «фонарики», чтобы отслеживать их работу в клетке
Наука
Европейский зонд показал северный полюс Меркурия в рекордных деталях
Космос
Посмотрите, как изменится внешний вид людей через 30 лет  
Наука
Посмотрите на первые фото Tesla Model Y без камуфляжа  
Новости
«Тостер» для смартфона обновляет зарядку гаджета за секунды
Новости
Гаджет, который научился читать мысли человека, показали на CES 2025
Новости
Эта камера будет снимать на Луне: Nikon представила прототип на CES 2025  
Новости
Ярчайший гамма-всплеск в истории связали с теорией струн и темной материей  
Новости
Наука в фокусе: кто и зачем делает научно-популярные видеоблоги в России
Кейсы
Telegram раскрыл данные о 2000 пользователях в после ареста Дурова
Новости