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科学家研发全新人造肌肉 依靠葡萄糖和氧气来驱

发布时间:19-06-24 阅读:389

  据外媒报道,林雪平大年夜学的科学家经由过程开拓一种寄托葡萄糖和氧气来驱动的人造肌肉,仿照机械人和生物体之间的界线。 新的塑料肌肉由一种特殊的聚合物制成,开启了植入式人造肌肉和微型机械人的盼望。

  近年来,假肢的研发已经取得了很大年夜的进步,然则用人造肌肉(而不是全部肢体)调换受损肌肉的前景是有趣的。不幸的是,急速出现的一个紧张问题是若作甚这些设备供电?

  实现这一目标的一种措施是用更靠近仿照身段自身自然历程的传统致动器取代传统的履行器,这样机械人肌肉就会“调换”它所取代的那个。为实现这一目标,由林雪平大年夜学物理、化学和生物学系传感器和履行器系统高档讲师Edwin Jager引导的团队转向由聚吡咯制成的“聚合物致动器”制成的人造肌肉。

  聚吡咯是吡咯的聚合物,因其高导电性而着称。它主要用于电子设备和传感器,并在受到电流时改变其体积。

  为了制造人造肌肉,钻研职员将聚合物分成两层,两层之间有一层薄膜。当在一侧孕育发生电荷时,聚合物中的离子被排出膜并且片材紧缩。同时,另一侧的片接受电子并膨胀。这使得全部事物像紧缩的肌肉一样弯曲。

  根据林雪平团队的说法,这种电荷可以经由过程电池施加,但它也可以经由过程用增强反映的酶掺杂聚合物从葡萄糖和氧气中得到。“这些酶以与体内相同的要领转化葡萄糖和氧气,孕育发生在电活性聚合物制成的人造肌肉中运动所需的电子,”Jager说道。“不必要电压源:只需将履行器浸入水中的葡萄糖溶液即可。”

  钻研职员已经证清楚明了这个道理,下一步便是节制反映,看看它是否可以经由过程许多重复轮回来保持。他们的目标是终极仿照活体肌肉,并将其利用于微型机械人。

  “葡萄糖可用于身段的所有器官,它是一种有用的物质,”Jager表示。“然则可以切换到其他酶,这将使得履行器能够用于例如用于湖泊中情况监测的自动微型机械人。我们在这里所取得的进步使得可以用来自自然情况物质的能量为履行器供给动力。”

  该钻研颁发在《Advanced Materials》杂志上。

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