Este músculo artificial mueve cosas por sí mismo

El experimento que imita al pepino es la primera demostración del tropismo similar a una planta en un actuador y es parte del movimiento hacia la robótica "suave", que utiliza actuadores construidos con materiales fluidos como tela, papel, fibras y polímeros, en lugar de metales sólidos. articulaciones para priorizar el movimiento versátil. La suavidad mejoraría los robots en situaciones donde la flexibilidad y el diseño de bajo perfil son importantes, como durante la cirugía. Y un robot blando autónomo podría trabajar en lugares donde no hay energía eléctrica ni personas.

"Para nuestro trabajo, el éxito es probar que los materiales hechos por el hombre también pueden comportarse como seres naturales, plantas, en este caso", dice Aziz. "Así que le hemos dado a los materiales artificiales cierto grado de inteligencia natural".

hilo, por supuesto no puede moverse por sí solo, debe llenarse con material adicional para que responda.

Azis pasa sus ovillos de hilo por tres soluciones diferentes. Uno, hidrogel de alginato, permitirá que el dispositivo absorba agua. Otro, un hidrogel hecho de poliuretano, lo hace menos quebradizo. La última capa es un revestimiento sensible al calor. Luego enrolló el hilo alrededor de una barra de metal para enrollarlo como pepinos. El producto final se ve como un largo manantial de color púrpura oscuro. Sus bucles suaves eclipsan las muchas capas de giros fibrosos, pero están todos ahí.

Su equipo probó las habilidades "musculares" del hilo con una serie de experimentos. Primero, colocaron un sujetapapeles en el extremo inferior de la bobina. Luego le dieron a la bobina varios rocíos de agua. El hidrogel se hinchó y absorbió el agua. La bobina se contrajo, se contrajo y tiró del sujetapapeles hacia arriba.

Pero, ¿por qué la hinchazón del hidrogel hizo que la bobina contrato Esto se debe a esta microestructura helicoidal: el hidrógeno hinchado empuja la hélice para que se expanda radialmente en espirales más anchas y el músculo del filamento se contrae longitudinalmente para compensar.

Luego, los investigadores aplicaron aire calentado por una placa caliente. Esto tiene el efecto contrario: la bobina se relaja y quita el clip. Esto se debe a que el aire caliente ayuda a liberar moléculas de agua del hidrogel, lo que permite que el músculo se expanda. (El aire frío permite que estas moléculas se reabsorban, contrayendo el músculo nuevamente).

Entonces preguntaron: ¿Esta cosa puede cerrar una ventana? (Esto puede parecer un desafío extraño, pero querían una demostración para demostrar que el diminuto músculo podía realizar una tarea útil por sí solo, sin necesidad de fuente de energía, tubos de aire o cables). El hilo, por supuesto, es demasiado frágil. ., para mover una ventana de vidrio de tamaño completo, sin importar cuántos giros se le ocurran. Así que el equipo de Aziz hizo su propia versión de plástico del tamaño de la palma de la mano. La ventana tenía dos paneles de vidrio que podían unirse para cerrarse como persianas. Tejieron el pequeño músculo púrpura a través de las dos ventanas. Con un chorro de agua, el hilo se contrajo, juntando las persianas hasta que la ventana se cerró por completo.

Según Azis, la belleza de esta microestructura es que este tipo de cambio de forma es reversible. Otros materiales de músculos artificiales, como los materiales con memoria de forma, a menudo se deforman de forma irreversible, lo que limita su reutilización. Pero en este caso la bobina puede contraerse o relajarse indefinidamente, respondiendo a las condiciones atmosféricas. "Cuando llueve, puede cerrar la ventana", dice. Y cuando deje de llover, volverá a abrir la ventana.