據國外媒體報道,林學平大學的科學家通過開發一種由葡萄糖和氧氣驅動的人造肌肉,模仿機器人與生物之間的界限。 新的塑料肌肉由特殊的聚合物制成,打開了植入式人造肌肉和微型機器人的希望。
近年來,假肢的研究和開發取得了很大進展,但用人造肌肉(而不是整肢)替代受損肌肉的前景很有意思。不幸的是,立即出現的重要問題之一是如何為這些設備供電。
實現這一目標的一種方法是用傳統的致動器取代傳統的致動器,該致動器更接近于模仿身體本身的自然過程,以便機器人的肌肉“替換”它所取代的肌肉。為了實現這一目標,由林學平大學物理,化學和生物系傳感器與執行系統講師Edwin Jager的團隊轉向由聚吡咯制成的“聚合物致動器”制成的人造肌肉。
聚吡咯是吡咯的聚合物,因其高導電性而聞名。它主要用于電子設備和傳感器,并在暴露于電流時改變其體積。
為了制造人造肌肉,研究人員將聚合物分成兩層,兩層之間有一層薄膜。當在一側產生電荷時,聚合物中的離子從膜中排出并且片材收縮。同時,另一側的薄片吸收電子并膨脹。這使整個事物彎曲成收縮的肌肉。
根據林雪萍的研究小組的說法,這種電荷可以通過電池施加,但它也可以通過摻雜聚合物和增強反應的酶從葡萄糖和氧氣中獲得。 “這些酶以與體內相同的方式轉化葡萄糖和氧氣,產生在電活性聚合物制成的人造肌肉中移動所需的電子,”雅格說。 “無需電壓源:只需將執行器浸入水中的葡萄糖溶液中即可。”
研究人員已經證明了這一原理,下一步是控制響應,看看它是否可以通過許多重復循環來維持。他們的目標是終模仿活體肌肉并將其應用于微型機器人。
“葡萄糖可用于身體的所有器官。它是一種有用的物質,”雅格說。 “但它可以切換到其他酶,這將使得執行器能夠被用于例如湖泊環境監測的自動微型機器人。我們在這里取得的進展使得執行器能夠由來自材料的能量提供動力。自然環境。