В современной медицине специалисты достаточно часто сталкиваются с необходимостью использования искусственных мышц, оказалось, что в изготовлении этого материала могут помочь лук и золото. В журнале Applied Physics Letters была опубликована статья о новом исследовании в области физики и медицины. Ученые научились использовать клетки кожицы обычной луковицы для изготовления движущей части искусственных мышц, которые отличались бы необычайной гибкостью. Полученный в результате материал обладает способностью сокращаться и расслабляться под воздействием силы электрического напряжения.
Специалист, работающий в Национальном университете Тайваня, Вень-Пинь Ших, комментирует то, как проходило исследование: «Изначально мы хотели создать особую микроструктуру для искусственных мышц, пытаясь усилить степень их сжатия или растягивания во время их работы. Однажды мы увидели картинки со структурой клеток лука и их размерами и поняли, что они являются примерно тем же, что мы пытались создать в лаборатории».
В агентстве РИА Новости сообщается, что Ших со своими коллегами, приняв за основу эту идею, работали над тем, чтобы используя клетки с кожуры луковицы, которая в виде тонкой пленки покрывает каждую чешуйку овоща, сконструировать некую управляемую структуру, имеющую способность к сокращению и расслаблению.
Учеными было проведено ряд экспериментов, в результате которых, физикам удалось найти невероятно простой и элегантный способ достичь поставленных целей. Вначале была очищена поверхность клеток кожицы, так что на ней не осталось твердой целлюлозы, эта операция проводилась с использованием растворителя. Затем, к очищенной кожице были приклеены пара тонких полосок, сделанных из золотой фольги. В результате чего, специалистам удалось достичь следующего эффекта: при подаче напряжения на одну из этих пластинок, клетки начинают сжиматься или растягиваться, принцип действия при этом напоминает поведение обычных клеток мускулатуры.
Комментируя исследование, Ших добавляет, что ученые умышленно сделали толщину верхнего и нижнего электрода разной, это поспособствовало, чтобы при воздействии тока разной силы, «луковые» мышцы могли совершать не одинаковые движения. Оказалось, что при слабом напряжение тока, искусственные мышцы растягиваются и сгибаются вниз, а высокое напряжение вызывает их сжимание и поднятие вверх.
Ученые смогли продемонстрировать работоспособность таких «мышц», для этого они сконструировали определенное подобие манипулятора робота, имеющего примитивную руку с пальцами в виде щипцов, которые состояли из пары полосок «луковых» мышц. В эксперименте «руке» удалось подобрать с пола ватный шарик.
Сейчас команда под руководством Шиха работает над тем, чтобы такие искусственные мышцы могли управляться с более весомыми грузами. Кроме того, ведутся работы, направленные на максимальное снижения, необходимого для их работы, напряжения.
