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
Почему Вселенная несимметрична: физики приблизились к разгадке тайны
Новости
Посмотрите на обратную сторону спутника Марса: это второе фото в истории
Новости
Это приложение буквально заставляет трогать траву и блокирует соцсети
Новости
Посмотрите на место гибели лунного аппарата «Афина»
Новости
Apple призвала срочно обновить iPhone из-за критической уязвимости  
Новости
В РосНИИРОС опровергли планы ICANN закрыть домен .su  
Новости
Европейские охотники каменного века «путешествовали» по морю в Африку
Наука
Зонд «Гера» сделал снимки спутника Марса на пути к «пострадавшему в ДТП» астероиду
Космос
В испанской пещере нашли «фрагменты лица» древнейшего жителя Западной Европы
Наука
Стартап представил робота, который готовит как шеф-повар лучших ресторанов
Новости
В паровом реакторе впервые зажгли термоядерную плазму
Новости
Работа, написанная ИИ, прошла научное рецензирование, но есть нюансы
Наука
Смертоносные звезды: два массовых вымирания связали со взрывами сверхновых
Космос
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Космос
Физики обнаружили доказательство предсказания Хокинга
Космос
Загадочные радиосигналы впервые обнаружили в глубинах Галактики 
Космос
Этот компьютер решил задачу за 20 минут: суперкомпьютер потратил бы миллион лет
Новости
Названа дата удаления домена .su: что будет с 100 000 сайтов
Новости
Google DeepMind дала роботам ИИ: с ним машинам не надо учиться
Новости
Ученые нашли аномалию во Вселенной: эта галактика не должна была выжить
Космос