Izjemno raztegljiva umetna mišica, ki se sama zdravi

Raziskovalci na Univerzi Stanford so razvili umetno mišico, ki se sama zdravi ter se širi/krči pod vplivom električnega impulza.

Ta elastomer bi lahko uporabili kot umetno mišico ali pa samo kot del kompleksne strukture za umetno kožo. Da bi naredili material, ki spominja na gumo, so kratke pramene polimera križno prepletli v obliko ribiške mreže in to povezali z molekulami, s čemer so naredili kemično kompleksno snov z imenom ligand. Nekaj ligandov je povezanih, s čemer so dosegli daljše, raztegljive verige in končno so strukturi dodali kovinske ione, s čemer so naredili kombinirane spojine.

Ko se material raztegne, se vozli razvežejo in omogočijo ligandom, da se ločijo. Ko se material skrči, privlačnost med kovinskimi ioni in ligandi potegne ribiško mrežo, kar se pokaže kot močen, raztegljiv in samo-popravljiv elastomer. Kovinska komponenta v snovi povzroči, da se material skrči pod vplivom električnega polja.

V enem poizkusu je ekipa raztegnila 2,54cm dolg polimer preko 254cm, kar je za 114 cm preseglo omejitev raztega na njihovem stroju. Ugotovili so, da sprememba količine ali vrste kovinskega iona vgrajenega v spojini lahko spreminja raztegljivost in samo-popravljive lastnosti spojine.

Profesor Zhenan Bao, kemijski inženir na Stanfordu je rekel: »Polimeri so povezani med seboj kot v veliki mreži preko kovinskih ionov in ligandov. Vsak kovinski ion veže vsaj dva liganda. Če se torej eden od ligandov loči na drugo stran, bo kovinski ion še vedno povezan na ligand pač na drugi strani. Ko stres popusti, se ion lahko ponovno poveže z drugim ligandom, če je dovolj blizu.«

Testi so pokazali, da se elastomer sam popravi pri sobni temperaturi in temperaturah do -20°C, pri čemer poškodovani polimeri tipično potrebujejo raztopino ali toplotno obdelavo, da se povrnejo njihove prvotne lastnosti.

S temi lastnostmi snovi znanstveniki predlagajo, da bi material lahko bil uporabljen kot umetna mišica ali da tvori del kompleksne fizične strukture umetne kože, ki bi se lahko uporabila z namenom povrnitve zmožnosti zaznave pri ljudeh s protetičnimi udi. Raziskava ima tudi možnosti pri razvoju nosljive tehnologije in za medicinsko uporabo.

www.imeche.org

Več o članku si preberite v PDF reviji!

Sorodni članki

Zadnji članki

Nagrada za prijaznost podnebju

CDP je podjetje FANUC ocenil kot "A-Seznam"

Svet mehatronike 45 (1-2024)

Pozdravljeni drage bralke in dragi bralci revije Svet mehatronike! Izgleda, da se svet vrti vedno hitreje. Pa s tem ne mislim vrtenja našega planeta, pač pa uvajanje novih tehnologij. V tokratni številki revije Svet mehatronike boste namreč lahko prebrali, kako umetna inteligenca (AI) pomaga pri iskanju novih materialov.

Predstavljamo Omron K7DD-PQ, novo serijo naprednih naprav za nadzor stanja elektromotorja

Preprečevanje nepričakovanih okvar opreme s spremljanjem težko merljivih načinov okvar, vključno s pogostimi spremembami hitrosti na motorjih s hitro spreminjajočimi se obremenitvami

Želite biti na tekočem z najnovejšimi novicami?

Radi bi vas slišali! Prosimo, izpolnite svoje podatke in ostali bomo v stiku. Tako preprosto je!