Группа исследователей из Калифорнийского университета разработала способ создания искусственного волокна, которое очень похоже на мышечные волокна человека. В своей статье, опубликованной в журнале Science Robotics , исследователи описывают свой процесс и то, насколько хорошо волокно работало при тестировании.
В течение многих лет ученые пытались создать искусственную мышцу , чтобы заменить мышечную массу, потерянную у пациентов, и придать роботам человеческие качества. Такие усилия в некоторых отношениях окупились. Были созданы волокна, очень похожие на мышечные волокна человека, но они страдали от медленной реакции из-за своей сложной природы. В этом новом усилии исследователи разработали процесс создания искусственного волокна, время реакции которого соответствует мышечному типу человека.
В новой технике использовался процесс, называемый электроспиннингом — процесс десятилетней давности, разработанный для умных тканей и, в некоторых случаях, регенерации тканей. В своем подходе исследователи начали с жидкокристаллического эластомера (LCE), который представляет собой тип полимера. Они создали раствор, содержащий небольшое количество LCE, и засосали его в очень маленький шприц-подобный аппарат. Затем они подвергли устройство взрыву очень высокого напряжения.в результате полимер вылетал из наконечника устройства очень тонкой струйкой. Струя направлялась на вращающуюся металлическую сетку, служившую коллектором. По мере высыхания струя превращалась в эластичное волокно диаметром от 10 до 100 микрометров, в зависимости от размера отверстия в наконечнике устройства. Тестирование волокна показало, что оно имеет свойства, аналогичные свойствам мышечных волокон человека, такие как прочность на разрыв , высокая плотность мощности и быстрая реакция. Они также обнаружили, что волокно можно активировать (сузить) с помощью тепла или ближнего инфракрасного света.
Исследователи протестировали волокно, используя его в различных реальных приложениях. Например, они создали из него микропинцет, а также использовали его для управления движением устройства для микроплавания, крошечной искусственной руки и микрофлюидного насоса. Исследователи отмечают, что их процесс является одновременно простым и недорогим, предполагая, что его можно использовать для создания волокон для самых разных применений.