Mesterséges izmok damilból

Meglepő megoldással állítottak elő mesterséges izmokat ausztrál kutatók. Az emberi izmoknál százszor nagyobb súly megemelésére képes műizomhoz nejlonszálakat, kézi fúrót és hajszárítót használtak.

A Science magazinban publikált tanulmány bemutatja, hogyan lehet egy hétköznapi horgász damilból egy emberfeletti képességekkel rendelkező rugószerű tekercset készíteni. A projektben közreműködő Geoff Spinks professzor, az ausztrál Wollongong Egyetem elektro-anyagtudományi szakértője szerint felfedezésükkel, ami "szinte már kínos", egy rég áhított áttörést értek el, ami megnyithatja az utat a mesterséges izmok előtt a textiliparban, a művégtagok gyártásában, a robottechnikában és az energiaiparban. "Ironikus, hogy éveken át az egzotikus anyagokat kerestük - persze ezeknek az éveknek a tapasztalata vezetett el ehhez a felfedezéshez - ugyanakkor elképesztő, hogy ilyen egyszerű anyagok ilyen csodálatos dolgokra képesek" - mondta.

Az áttörés 15 év nemzetközi munkájának eredménye, amit az amerikai Texas Egyetem tudósai vezettek. "Tudtuk a szénnanocsövekből készített mesterséges izmokkal kapcsolatos korábbi munkánkból, hogy kulcsfontosságú egy adott geometria, a spirálisan megtekert szálszerkezet" - magyarázta Spinks. "Tudtuk, hogy a nejlonszálakban a molekulák a szilárd szálszerkezet mentén helyezkednek el, ezért kíváncsiak voltunk, vajon a különálló polimer molekulák ugyanúgy viselkednének-e, mint amit a szénnanocső-rendszer esetében tapasztaltunk. Vettük tehát ezeket a horgászboltokban is kapható műanyag szálakat és megtekertük azokat, hogy lássuk, mi történik"

A módszer elég egyszerű volt, Spinks csapata egy elektromos fúróval csavarta meg a damilt, ami a csavarodás közben egy rugószerű elrendezésű szoros tekercset alkotott. Némi hőkezeléssel a rugószerű alak tartósan megmaradt. A rugók mesterséges izomként való alkalmazásához újra hő alkalmazására van szükség, melynek hatására az egész tekercs összehúzódik a kiinduló állapot 50 százalékára, taglalta Spinks, aki az emberi izmokkal hasonlította össze műanyagból készült konstrukcióját. "Hasonló összehúzódási szinteket értünk el hasonló sebességgel, a mi műizmunk azonban százszor annyi súlyt képes felemelni" - összegzett.


A kutatóknak sikerült több gyakorlati alkalmazást is bemutatniuk. Ruhaanyagba szőve a rugószerű szálakat hasznos viseletet biztosíthatnak a tűzoltóknak, az Ausztráliában gyakori bozóttüzek elleni harc közben a hő hatására az anyag összehúzódik, nagyobb védelmet nyújtva, míg a hő csökkenésével kitágul, szellőzést biztosítva viselőjének. Emellett egy automatikus, energiaforrás nélküli ablaknyitó mechanizmust is sikerült a szálakkal kivitelezni. A kutatók egy egyszerű eszközt készítettek, ami az épületben kialakuló meleg hatására összehúzó mesterséges izmok segítségével kinyitotta az ablakokat.

Spinks szerint felfedezésük jelentős változásokat hozhat az anyagtudományban. A hasonló hővezérelt alakváltó ötvözetek kilogrammonként akár 3000 dollárba is kerülhetnek, miközben a damilos rendszernek mindössze 5 dollár kilója. "Hatalmas költség előnyben vagyunk" - mondta Spinks.