Az úgynevezett alakemlékező műanyagok két állapotban fordulnak elő: a normál állapot és a nyújtott állapot között a váltást molekuláris kölcsönhatások okozzák, és ezt hővel, esetleg fénnyel lehet előidézni. A gond eddig az volt, hogy az alakemlékező műanyagok nem tároltak jelentősebb energiát, így aztán az alakváltozás tekintetében hiába idézték az izomműködést, komolyabb erőhatást nem lehetett velük kifejteni. Épp ezen segítene viszont a Stanford Egyetem által kidolgozott, alakemlékező polimer, amely nem csak képes hőhatásra alakot is váltani, de a két lehetséges állapot közti átmenet komoly energiafelszabadulással is jár. Korábban egyébként már írtunk egy gépi lágy izomként is felhasználható gélről, amely limitációját az okozta, hogy az alakváltás után nem lehetett visszakapcsolni a kiinduló helyzetébe. A Stanford Egyetem találmánya azonban nem csak képes tehát a váltásra, de valódi „izomerővel” is rendelkezik.

Feltalálták a mesterséges izmokat, melyek egyre erősebbé válnak a testmozgással A frissen kifejlesztett rugalmas izmokkal rendelkező robotok, a munkavégzés eredményeként egyre izmosabbak és erősebbek lesznek, akárcsak az élőlények.

A polimer izom működését molekuláris szinten tudjuk megérteni: nyújtott állapotban a polimer láncokban molekulán kívül és belül úgynevezett hidrogénkötések alakulnak ki – ezek által válnak rendezetté a láncok, és így marad meg a nyújtott forma. Melegítés, egész pontosan 70 Celsius-fok hatására viszont a hidrogénkötés megszűnik, és az anyag visszatér az eredeti „összehúzódott” alakjához, és eközben a megszűnt kötésekből energia szabadul fel. Magyarán a nyújtott, nem eredeti formában a polimer energiát tárol hidrogénkötések formájában, majd hő hatására ez az energia felszabadul, és közben az anyag is visszavált az eredeti alakjába: rövidebb lesz.

Mindez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a két állapot közt a polimer hossza ötszörösen változik, miközben grammonként 17,9 J energia eltárolására képes nyújtott állapotban – ez utóbbi szám pedig a hatszorosa annak, amit eddig hasonló anyaggal sikerült elérni. A kutatók szerint az anyagot így fel lehet használni arra, hogy súlyt emeljen fel mondjuk egy robotba építve, de akár mozgáskorlátozott emberek számára is fejleszthetőek ennek a felhasználásával gyógyászati segédeszközök. A fenti videón pedig megtekinthetjük az egyébként tényleg pofonegyszerű működést: az anyag mesterséges izomként eredési és tapadási pontokkal került „beépítésre” egy fából készült karra. Ha kinyújtották a fakart, akkor kinyúlt az izom is, majd hő hatására felvette az eredeti alakját, és ezzel behajlította a könyököt.

A kutatás jelenleg abba az irányba folyik, hogy sikerüljön felfedezni olyan molekuláris mechanizmusokat, melyeket felhasználva már kisebb hőmérséklettel is kiváltható az automatikus összehúzódás és kinyúlás.

(Kép: Pixabay)

További cikkek a témában:

Itt az első napelemes művégtag, ami a test fejlődését is leköveti A fejlesztőt egy nyolcéves kisfiú története inspirálta, aki mindegyik végtagját elvesztette. A 3D-s nyomtatóval készült, bionikus kart napenergia tölti fel, az eszköz aljzata pedig állítható, ezáltal alkalmazkodik a gyermekek gyors fejlődéséhez. A művégtag emellett izmokkal is irányítható, ami kiküszöböli az emberi testtel való összekapcsoláshoz szükséges sebészeti folyamatokat.

Valódi izomszövettel ellátott gépekkel kísérletezik az amerikai hadsereg A biohibrid gépek struktúrája élő organizmusokból és mechanikus részekből áll össze és sosem látott rugalmasságra lehetnek képesek.

Jönnek a lépcsőket megmászó, szekrényeket kinyitó háztartási robotok A Dyson egyik találmánya nem csak kitárja nekünk a gardrób ajtaját, még a kávénkat sem ejti el közben.