Искусственные мышцы в один прекрасный день могут произвести революции в таких науках как робототехника, протезирование и нанотехнологии. Для изготовления таких искусственных мышц используются всевозможные электроактивные полимеры, "мятый" графен, материалы на основе диоксида ванадия. Но проблема заключается в том, что большая часть созданных искусственных мускулов может обеспечить приемлемое усилие либо расширяясь, либо сокращаясь в одну сторону. Но недавно, ученые из Национального университета Тайваня (National Taiwan University) успешно решили эту проблему при помощи клеток репчатого лука.
Группа, возглавляемая профессором Вэн-Пинь Шихом (Wen-Pin Shih) и его аспирантом Чиен-Чун Ченом (Chien-Chun Chen), использовала клетки эпидермы лука - тонкой полупрозрачной мембраны, находящейся сразу после внешней оболочки луковицы. Эта ткань состоит из одного слоя клеток, имеющих структура ткани, которая напоминает кристаллическую решетку некоторых материалов.
Сначала ученые обработали ткань эпидермы кислотой, которая удалила из клеток гемицеллюлозу, белок, который обеспечивает прочность стенок клетки. После этого мембрана с двух сторон была покрыта слоем золота, при этом, с одной стороны более толстым слоем, что обеспечило асимметрию жесткости материала.
Когда к слоям золота, был подведен электрический потенциал с низким напряжением, то клетки начали расширяться, изгибая материал в направлении стороны с более толстым слоем золота. Подача более высокого потенциала заставила материал начал изгибаться в направлении более тонкого слоя золота.
Для демонстрации работоспособности таких искусственных мышц ученые создали своего рода пинцет, который может захватить и удерживать небольшой шарик из хлопковой ваты.
"Мы обнаружили, что клеточная мембранная структура может приводить искусственные мышцы в действие способом, который еще ни разу никем не использовался" - рассказывает профессор Вэн-Пинь Ших, - "Наш следующий шаг заключается в том, чтобы искусственные мышцы управлялись при помощи более низкого напряжения и вырабатывали большее механическое усилие".
|
