Τετάρτη, 27 Μαΐου 2015

Τεχνητοί μύες από... πετονιά Προσφέρουν 100 φορές μεγαλύτερη ισχύ από ό,τι ένας ανθρώπινος μυς ίσου μήκους και βάρους

Τεχνητοί μύες από... πετονιά

Προσφέρουν 100 φορές μεγαλύτερη ισχύ από ό,τι ένας ανθρώπινος μυς ίσου μήκους και βάρους
Ντάλας, Τέξας 
Οι ισχυρότεροι τεχνητοί μύες που έχουν αναπτυχθεί ως σήμερα, αποτελούμενοι από πετονιά ή κλωστή για ράψιμο, προσφέρουν 100 φορές μεγαλύτερη ισχύ από ό,τι ένας ανθρώπινος μυς ίσου μήκους και βάρους. Η ασυνήθιστη πατέντα θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε προσθετικά μέλη, ρομπότ αρσιβαρίστες, ή ακόμα και σε εξωσκελετούς βαριάς χρήσης. Ο σχετικά νέος όρος «τεχνητός μυς» αναφέρεται σε υλικά που συσπώνται, εκτείνονται ή περιστρέφονται όταν δεχτούν το κατάλληλο ερέθισμα -για παράδειγμα θέρμανση ή διοχέτευση ηλεκτρικού ρεύματος. Αρκετές προηγούμενες προσπάθειες βασίζονταν είτε σε κράματα μετάλλων που διατηρούν μια ανάμνηση του αρχικού τους σχήματος, είτε σε εξαιρετικά ανθεκτικούς αλλά πανάκριβους νανοσωλήνες άνθρακα.
Χωρίς υψηλό κόστος και με μεγάλη ισχύ
Η νέα προσέγγιση, η οποία παρουσιάζεται στην κορυφαία επιθεώρηση Science, δείχνει να λύνει το πρόβλημα του υψηλού κόστος ενώ ταυτόχρονα αυξάνει την ισχύ των μυών.
Διεθνής ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον Ρέι Μπόμαν του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Ντάλας, δημιούργησε τεχνητούς μυς από συστραμμένες σπείρες πετονιάς και κλωστής για ράψιμο, οι οποίοι συσπώνται ή χαλαρώνουν όταν θερμανθούν από λεπτά ηλεκτροφόρα καλώδια ενσωματωμένα στην πλέξη των ινών. Οι ερευνητές δημιούργησαν διάφορα είδη μυών και σε διάφορα μεγέθη, ωστόσο η βασική ιδέα είναι ότι έπλεξαν νήματα από ίνες νάιλον ή κλωστής και περιέστρεψαν το άκρα των νημάτων αυτών μέχρι τα νήματα να πάρουν το σχήμα σπιράλ. Το σπιράλ αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως περιστροφικός κινητήρας καθώς ξετυλίγεται, και προσφέρει μάλιστα μέχρι 10.000 περιστροφές το λεπτό. Ο περιστροφικός κινητήρας μπορεί όμως να μετατραπεί εύκολα σε μυ που συσπάται και χαλαρώνει: περιστρέφοντας ακόμα περισσότερο το άκρο του νήματος, ώστε να σχηματιστούν περισσότερες σπείρες, το συστραμμένο νήμα συσπάται όταν θερμανθεί. Και αν οι σπείρες έχουν αντίθετη κατεύθυνση από την πλέξη των ινών του νήματος, ο μυς εκτείνεται αντί να συσπάται όταν θερμανθεί.
Μηχανική ισχύς ενός κινητήρα τζετ
Οι τεχνητοί αυτοί μύες συσπώνται στο 50% του αρχικού μεγέθους, συγκριτικά με μόλις 20% στους ανθρώπινους μυς. Επιπλέον, η μηχανική ισχύ που προσφέρουν ανά μονάδα βάρους είναι συγκρίσιμη με την ισχύ ενός κινητήρα τζετ. Ένας πλαστικός μυς με διάμετρο ένα χιλιοστό μπορεί να σηκώσει βάρος 7,2 κιλών, ενώ μια δέσμη από 100 τέτοιους μυς θα σήκωνε 725 κιλά.
«Οι πιθανές εφαρμογές αυτών των πολυμερών μυών είναι τεράστιες» εκτιμά ο δρ Μπόμαν. Οραματίζεται δυνατά, επιδέξια ρομπότ, ελαφρά και ισχυρά προσθετικά άκρα, εξωσκελετούς υποβοήθησης, ή ακόμα και ρομπότ που μιμούνται τις ανθρώπινες εκφράσεις χάρη σε τεχνητούς μυς στα πρόσωπά τους. Μια άλλη πιθανή εφαρμογή θα ήταν πόρτες και παράθυρα που ανοιγοκλείνουν μόνα τους ανάλογα με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.http://www.tovima.gr