دانشمندان عضله قوی‌تر از عضله انسان ساختند

همشهری آنلاین: به نقل از وب‌ام‌دی پلیمرها موادی طبیعی یا مصنوعی هستند که از مولکول‌های بزرگ و واحدهای ساختمانی بسیاری از مواد معدنی و مواد ساخت انسان است. پژوهشگران در این مورد از پلیمرهای الکتروفعال استفاده کردند که پلیمرهایی هستند که هنگام تحریک شدن با الکتریسیته شکل یا اندازه آنها تغییر می‌کند. این نوع پلیمرها امروزه محبوب دنیای مهندسی هستند و در فناوری‌هایی از ماهی روباتی گرفته تا پاک‌کننده گردوغبار به کار می‌روند.

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در لوس‌آنجلس (UCLA) این ماده را از «الاستومرهای دی‌الکتریک» ساختند و فرآیند جدیدی را برای ساختن عضله مصنوعی ابداع کردند که امیدوارند بتوان روزی آن را در «روبات‌های نرم» و حتی ایمپلنت‌های انسانی استفاده کرد.

به گفته این پژوهشگران این عضله مصنوعی در حداکثر کارکردش بسیار قدرتمندتر از عضله انسانی است.

پژوهشگران در آزمایش‌هایشان نشان دادند که این ماده نه تنها می‌تواند مانند عضله دیافراگم انسان (صفحه عضلانی میان قفسه‌سینه و شکم) هنگام تنفس منقبض و منبسط شود، بلکه می‌تواند یک توپ به اندازه نخود را که وزنی ۲۰ برابر سنگین‌تر از خودش دارد، بلند کند. به گفته این پژوهشگران، انعطاف‌پذیری عضلات مصنوعی که با این ماده ساخته شده بودند ۳ تا ۱۰ برابر قوی‌تر از عضلات طبیعی بودند.

این دانشمندان برای ایجاد این ساختار عضلانی ابرانسانی از ماده رایج انعطاف‌ناپذیر بر پایه آکریلیک و یک فرآیند عمل‌آوری با استفاده از پرتوهای ماورای بنفش استفاده کردند تا ماده با قدرت کارکردی بالا بسازند. نتیجه کار آنها یک نوار یا فیلم ۳۵ میکرومتری با باریکی و سبکی در حد یک تار مو بود که بعد با روی هم گذاشتن لایه‌لایه آن یک صفحه عضله مصنوعی ایجاد کردند.

این عضله مصنوعی انرژی الکتریکی مصرف می‌کند، بر خلاف عضله انسانی که از انرژی شیمیایی به دست آمده از غذا برای عمل کردن استفاده می‌کند. این ویژگی مزیتی بزرگی برای این عضله شمرده می‌شود، چرا که می‌توان این عضله مصنوعی را با فرکانس بالاتری فعال و غیرفعال کرد، در حالیکه در عضلات انسانی با افزایش فرکانس فعال و غیرفعال شدن کارکرد افت می‌کند.

پژوهشگران امیدوارند این فناوری در آینده در ایمپلنت‌های پزشکی و ربات‌های نرم به کار رود. جالب‌توجه اینکه این ماده می‌تواند «حس لمس» را به فناوری‌های زیست‌پزشکی پوشیدنی بیفزایند و ممکن است به کسانی کمک کند که نمی‌توانند لبخند یا پلک بزنند.