Нов изкуствен мускул може да издържа 4000 пъти по-голямо от собственото си тегло

Изследователи от Националния институт за наука и технологии в Улсан (UNIST) са разработили нов вид изкуствен мускул, който може да бъде едновременно твърд и гъвкав. Той тежи само 1,25 г, но може да повдигне товар до 5 кг – 4000 пъти повече от собственото си тегло. Разработката може да открие нови възможности за мека роботика, протезиране и носими устройства.

Създаването на изкуствени мускули остава една от най-трудните задачи в инженерството. Обикновено тези материали са или меки и еластични, но слаби, или силни и стабилни, но нееластични. Това ограничава приложението на технологията в областта на роботите и други интерфейси, където се изисква едновременно здравина и деликатни движения.

Екип от UNIST е успял да преодолее тази бариера. Учените са създали композитен мускул, който става твърд, когато е натоварен, и мек, когато се свива – всъщност той може да „превключва“ между режимите на здравина и гъвкавост.

Мускулът тежи само 1,25 грама, но е способен да вдигне товар до 5 кг – 4000 пъти повече от собственото си тегло. Когато се свива, той се деформира с 86,4%, което е повече от два пъти повече от този на човешкия мускул. Работната плътност (колко енергия за единица обем може да произведе мускулът) достига 1150 kJ/m³ – 30 пъти по-висока от тази на човешката тъкан. При нагряване материалът може да се разтегне до 12 пъти от първоначалната си дължина, като същевременно остава управляем и стабилен.

Тайната се крие в двойната полимерна мрежа, съчетаваща силни ковалентни връзки и временни физически взаимодействия, които се активират от температурата. Освен това в мускула са вградени магнитни микрочастици, които позволяват движението му да се контролира от външно магнитно поле. При лабораторни тестове тази система успява да повдига и премества предмети.

Изследователите отбелязват, че технологията може да намери приложение в широк спектър от области – от меки роботи и гъвкави протези, които се адаптират към движенията на потребителя, до интелигентни екзоскелети и медицински изделия, които изискват висока чувствителност.