Künstliche Muskeln aus Polymeren können jetzt wie biologische Muskeln mit Glukose und Sauerstoff versorgt werden. Dieser neue Fortschritt könnte ein entscheidender Schritt sein, um künstliche Muskeln in den menschlichen Körper oder Roboter, die mit Biomolekülen angetrieben werden, zu transplantieren.
An der Universität Linköping in Schweden präsentierte das Studienteam seine Ergebnisse in der Zeitschrift Advanced Materials.
Die Bewegung unserer Muskeln wird durch Energie angetrieben, die freigesetzt wird, wenn Glukose und Sauerstoff an biochemischen Reaktionen beteiligt sind. Ebenso können künstliche Aktuatoren aus Polymeren Energie in Bewegung umwandeln. Bis gestern war es nur mit Strom möglich, auch für die Luftroboter.
Heute haben schwedische Forscher gezeigt, dass es möglich sein wird, künstliche Muskeln genauso zu bewegen wie Menschen. Ein leitfähiges Polymer, Polypyrrol, das das Volumen ändert, wenn es von elektrischem Strom durchquert wird, ist der Baustein für neue Muskeln.
Wie funktioniert es?
Der künstliche Muskel, der als "Polymeraktor" bekannt ist, besteht aus Schichten. Drei, um genau zu sein, mit zwei Polymerschichten um eine dünne Membran dazwischen. Durch positives Laden einer der Schichten zieht sich der Muskel zusammen: Mit einer negativen Ladung dehnt er sich aus.
Die Elektronen, die diese Bewegung verursachen, stammen derzeit von schweren Batterien, die kontinuierlich aufgeladen werden müssen. Das schwedische Wissenschaftlerteam nutzte die Technologie hinter Bioelektroden, die mithilfe von Enzymen chemische Energie in elektrische Energie umwandeln.
„Diese Enzyme wandeln Glukose und Sauerstoff um. Es ist genau wie unser Körper. Es werden keine Batterien benötigt, um die notwendige Energie zu produzieren. Tauchen Sie einfach den Muskel in die Lösung. “
"Als wir die Enzyme auf beiden Seiten des Aktuators integriert haben und gesehen haben, wie er sich bewegt, war es fantastisch." Würfel Jose Martinez, ein Mitglied des Forschungsteams.
E adesso?
Der nächste Schritt wird darin bestehen, die biochemischen Reaktionen in den Enzymen zu kontrollieren, um die Bewegung der Muskeln reversibel und wiederholbar zu machen.
„Glukose ist in allen Organen des Körpers verfügbar, es ist die ideale Substanz.
Später können wir auch andere Enzyme verwenden, um autonome Mikrobots von den Substanzen um sie herum zu ernähren. Ein Beispiel? Kleine automatische Droiden zur Überwachung des Wassers eines Sees, die von den im selben See vorhandenen Substanzen gespeist werden ".
Eine Welt "natürlicher" Maschinen, die die Dynamik der Biologie nutzen, um sich zu bewegen. Echte Bioroboter.
