Искусственные мышцы из полимеров теперь могут питаться глюкозой и кислородом, как и биологические мышцы. Этот новый шаг может стать решающим шагом в направлении пересадки искусственных мышц в организм человека или роботов, работающих на биомолекулах.
В Университете Линчёпинга в Швеции группа исследователей представила свои выводы в журнале Advanced Materials.
Движение наших мышц осуществляется за счет энергии, высвобождаемой при участии глюкозы и кислорода в биохимических реакциях. Аналогично, искусственные приводы из полимеров могут преобразовывать энергию в движение. До вчерашнего дня это было возможно только с помощью электричества, даже для воздушный робот.
Сегодня шведские исследователи показали, что искусственными мышцами можно будет двигать так же, как человеческими. Проводящий полимер полипиррол, который меняет объем при прохождении через него электрического тока, является строительным блоком новых мышц.
Как это работает?
Искусственная мышца, известная как «полимерный привод», состоит из нескольких слоев. Точнее, три, с двумя слоями полимера вокруг тонкой мембраны между ними. Положительно заряжая один из слоев, мышца сокращается, при отрицательном заряде – расширяется.
Электроны, вызывающие это движение, в настоящее время поступают из тяжелых батарей, которые необходимо постоянно заряжать. Команда ученых из Швеции использовала технологию биоэлектродов, которые преобразуют химическую энергию в электрическую с помощью ферментов.
«Эти ферменты преобразуют глюкозу и кислород. Точно так же, как это делает наше тело. Чтобы произвести необходимую энергию, вам не нужны батарейки: просто погрузите мышцу в раствор».
«Когда мы интегрировали ферменты с обеих сторон привода и увидели, как он движется, это было потрясающе», игра в кости Хосе Мартинес, член исследовательской группы.
E adesso?
Следующим шагом будет контроль биохимических реакций в ферментах, чтобы сделать движения мышц обратимыми и повторяемыми.
«Глюкоза доступна во всех органах тела, это идеальное вещество.
Позже мы также сможем использовать другие ферменты, чтобы автономные микророботы питались веществами вокруг них. Пример? Маленькие автоматические дроиды, которые следят за водой в озере и питаются от веществ, присутствующих в самом озере».
Мир «естественных» машин, которые используют динамику биологии для движения. Настоящие биороботы.
