دانشمندان عضله مصنوعی قوی تر از ماهیچه انسان ایجاد کردند


14 ژوئیه 2022 – دانشمندان UCLA و غیرانتفاعی SRI International در حال آزمایش یک ماده قوی و کشسان هستند. پلیمر برای ایجاد یک ماهیچه مصنوعی قوی تر و انعطاف پذیرتر از ماهیچه انسان توصیف می شود.

پلیمرها مواد طبیعی یا مصنوعی هستند که از مولکول‌های بزرگ تشکیل شده‌اند و بلوک‌های سازنده بسیاری از مواد معدنی و مواد ساخت بشر هستند. در این مورد، محققان از پلیمرهای الکترواکتیو استفاده کردند که پلیمرهایی هستند که هنگامی که با الکتریسیته تحریک می شود، شکل یا اندازه را تغییر دهید. آن‌ها به عزیزان دنیای مهندسی تبدیل شده‌اند و اکنون در فناوری‌هایی از ربات ماهی گرفته تا پاک‌کن‌های گرد و غبار استفاده می‌شوند.

محققان UCLA مواد عضلانی را از الاستومرهای دی الکتریک، نوعی پلیمر الکترواکتیو، توسعه دادند و فرآیند جدیدی را برای ساختن ماهیچه های تقلبی معرفی کردند که امیدوارند روزی در رباتیک نرم و حتی ایمپلنت های انسانی به کار گرفته شود.

کیبینگ پی، دکترا، نویسنده این مطالعه و استاد علوم و مهندسی مواد UCLA می‌گوید: «ما واقعاً در مورد این ماده جدید هیجان‌زده هستیم. این عضله مصنوعی در حداکثر عملکرد خود بسیار قدرتمندتر از ماهیچه انسان است.

یافته های این تیم در این ماه منتشر شد علوم پایه.

ایجاد عضلات فوق العاده

پس از آزمایش، محققان نشان دادند که این ماده نه تنها می تواند مانند دیافراگم انسان در طول تنفس منبسط و منقبض شود، بلکه می تواند توپی به اندازه نخود را 20 برابر سنگین تر از خودش پرتاب کند. بر اساس انتشار خبری در مورد این یافته ها، ماهیچه های مصنوعی مجهز به این ماده 3 تا 10 برابر انعطاف پذیرتر از ماهیچه های طبیعی بودند.

برای ایجاد این پارچه مافوق بشری و عضلانی، محققان یک ماده معمولی اما غیر قابل انعطاف مبتنی بر اکریلیک را انتخاب کردند و از فرآیند پخت در نور UV برای تولید ماده ای با عملکرد بالاتر استفاده کردند. نویسندگان توضیح می‌دهند که نتیجه یک فیلم 35 میکرومتری، به نازک و سبکی یک تکه موی انسان است که سپس تا 50 بار لایه‌بندی می‌شود تا ورقه ماهیچه مصنوعی ایجاد شود.

عضله مصنوعی برخلاف ماهیچه های انسان که از انرژی شیمیایی غذا برای کار استفاده می کنند، انرژی الکتریکی مصرف می کند.

پی می گوید: «این مزیت های زیادی دارد. “کنترل آن آسان تر است و ما می توانیم مواد را با فرکانس بالاتر فعال و غیرفعال کنیم. برای عضلات انسان، ما معمولاً عملکرد پایینی در فرکانس بالا داریم.»

انسان های ترکیبی

محققان آینده ای را برای این فناوری در ایمپلنت های پزشکی و روباتیک نرم می بینند. Pei به UPI توضیح داد که قابل توجه است که این ماده می تواند “حس لامسه” را به فناوری های زیست پزشکی پوشیدنی اضافه کند و ممکن است به افرادی که به دلیل شرایط سلامتی نمی توانند لبخند بزنند یا پلک بزنند کمک کند.

او گفت: “من فکر می کنم پتانسیل زیادی وجود دارد.” این مطالب جدید است و من فکر می‌کنم که مفهوم آن در حال نزدیک‌تر شدن به واقعیت است.»



منبع