Umjetni mišići 100 puta jači od ljudskih

Znanstvenici MIT-a Mehmet Kanik, Sirma Örgüç, Polina Anikeeva, Yoel Fink, Anantha Chandrakasan i C. Cem Taşan, izradili su super izdržljive i snažne umjetne mišiće koji bi se jednog dana mogli naći u robotima, egzoskeletima i protetici.

Za razliku od uobičajenih pristupa u razvoju umjetnih mišića, za što su se koristili hidraulički sustavi, servo motori, metali koji pamte oblike i polimeri koji odgovaraju na stimulanse, MIT je razvio sustav koji se temelji na vlaknima ekstremno male težine koja imaju vrlo brzi odziv.

Znanstvenici su to izveli posebnom tehnikom izvlačenja vlakana kako bi kombiniranjem dva različita polimera dobili jednu nit vlakna.

Ključna stvar u tom procesu je bilo spajanje dva materijala koji imaju vrlo različite koeficijente termalne ekspanzije, što znači da se različito rastežu kada se zagriju. To je sličan princip koji se koristi u mnogim termostatima, gdje se koristi traka bimetala za mjerenje temperature.

Kada se spojeni materijali griju, stranu koja se želi brže rastezati povlači drugi materijal. Kao rezultat, vezani materijal se skuplja, savijajući se prema strani koja se sporije širi.

Znanstvenici su za to koristili vrlo rastezljivi ciklički kopolimerni elastomer i mnogo tvrđi termoplastični polietilen, čime su stvorili vlakno koje nakon što se rastegne više puta prirodno formira čvrsti namotaj vrlo sličan viticama koje, kako kažu, proizvode krastavci.

Otkrili su da samo malim povećanjem temperature uzrokuje da se vlakna čvrsto savijaju, odnosno dovode do zatezanja "zavojnice", stvarajući iznenađujuće jaku vučnu silu koja je 100 puta jača od ljudskih mišića, a čim se temperatura smanji, vlakno se vrati u svoju originalnu dužinu. Tijekom testiranja su otkrili da proces kontrakcije i rastezanja nakon 10.000 puta i dalje čini vlakna izuzetno čvrstima.

Kako bi se pružila još veća čvrstoća, vlakna se mogu uplesti poput ljudskih mišića, a znanstvenici su uspješno testirali "mišiće" ispletene od 100 vlakana.

Znanstvenici kažu da moguća primjena ovih materijala gotovo nema ograničenja, pa bi se mogli naći u humanoidnim robotima, industrijskim strojevima, protetskim udovima i egzoskletima koji bi ljudima pružili nadljudsku snagu bez potrebe za motorima pokretačima te velikom i teškom opremom kakva se u takvim sustavima koristi danas.

Izvor: MIT