Ученые изобретают искусственные мышцы, которые работают с глюкозой и кислородом, как настоящие

Команда ученых из Университета Линчепинга немного приблизилась к размытию границ между организмами и роботами, создав искусственную мышцу, основанную на глюкозе и кислороде, точно так же, как и на самом деле найденная мышца. в живых существах. Искусственная мышца была создана с использованием уникального полимера. Эта последняя разработка проложит путь в будущее, где искусственные мышцы могут имплантироваться, в то же время позволяя создавать микро-роботов, которые могут функционировать как живые органы.

Команду Университета Линчёпинга возглавлял Эдвин Ягер, старший преподаватель систем датчиков и исполнительных механизмов на кафедре физики, химии и биологии. Команда использовала мышцы, которые были созданы из полимерного привода, который был разработан из полипиррола. Полипиррол в основном является пиррольным полимером и известен своими электропроводящими свойствами. Он нашел свое применение в датчиках и электронных устройствах и способен изменять свой объем, когда он получает электрический ток.

Исследовательская группа преобразовала полимер в два слоя с тонкой мембраной внутри слоев для создания искусственной мышцы. Когда заряд прикладывался с одной стороны, ионы в полимере перемещаются через мембрану, тем самым сжимая лист. Лист на другом конце, который поглощает электроны, расширяется. Это позволяет изгибаться всему устройству, похожему на сокращающуюся мышцу.

Этот заряд может быть применен с использованием батареи, но он также может быть получен из глюкозы и кислорода путем добавления ферментов, которые могут улучшить реакцию и сжигать глюкозу для получения энергии, как это делает настоящая мышца. Джагер сказал: «Эти ферменты превращают глюкозу и кислород так же, как и в организме, чтобы вырабатывать электроны, необходимые для управления движением в искусственной мышце, изготовленной из электроактивного полимера. Источник напряжения не требуется: достаточно просто погрузить привод в раствор глюкозы в воде ».

Далее Джагер сказал: «Глюкоза доступна во всех органах тела, и это полезное вещество для начала. Но возможно переключиться на другие энзимы, которые позволят использовать привод, например, в автономных микророботах для мониторинга окружающей среды в озерах. Достижения, которые мы здесь представляем, позволяют питать приводы энергией веществ в их естественной среде ».

Исследование было опубликовано в Advanced Материалы.