Kunstmatige spieren gemaakt van uienhuid en goud
Inhoudsopgave:
Naast het toevoegen van smaak aan voedsel en het brengen van tranen in je ogen, worden uien nu gecrediteerd voor het creëren van kunstmatige spieren.
De baanbrekende prestatie werd vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Applied Physics Letters, een publicatie van het American Institute of Physics (AIP).
AdvertisementAdvertisement
Deze spieren zijn uniek voor bestaande kunstmatige spieren omdat ze kunnen uitzetten of samentrekken om in verschillende richtingen te buigen, afhankelijk van de aangelegde stuurspanning. Vóór deze ontdekking konden kunstmatige spieren buigen of inkrimpen, maar niet op hetzelfde moment.
Kunstmatige spieren kunnen worden gebruikt om de bruikbaarheid van prothetische ledematen, robots en geïmplanteerde medische hulpmiddelen te verbeteren.
Krijg de feiten: Wat zijn spierpijn? »
AdvertentieMislukking leidt tot onverwachte ontdekking
Het oorspronkelijke doel van de Taiwanese onderzoekers was om uiencellen te gebruiken om een kunstmatige microstructuur te ontwikkelen in kunstmatige spieren om de hoeveelheid te vergroten die een spier kan buigen of rekken wanneer deze wordt geactiveerd.
Omdat de fragiele huid net onder het oppervlak van een ui (epidermis genaamd) een dunne, doorschijnende laag van blokcellen is, gerangschikt in een dicht opeengepakt rooster, dachten de onderzoekers dat ui-epidermale cellen kunnen helpen bij het creëren van een veelzijdiger spier die tijdens het buigen kan uitzetten of krimpen.
AdvertentieAdvertentieTot hun ontzetting ontdekten hoofdonderzoeker Wen-Pin Shih, Ph. D. en collega's dat de celstructuur en de afmetingen van de uien vergelijkbaar waren met wat ze al hadden gemaakt.
De onderzoekers gingen verder door de uiencellen te behandelen met zuur om een eiwit te verwijderen dat de celwanden star maakt. Vervolgens bedekten ze beide zijden van de uienlaag met goud. Toen de stroom door de gouden elektroden stroomde, buigden de uiencellen zich en strekten ze zich uit zoals een spier.
Shih vertelde de AIP dat het team de bovenste en onderste elektroden een andere dikte had gemaakt, zodat de celstijfheid asymmetrisch werd van boven naar beneden. Dit gaf de onderzoekers controle over de reactie van de spieren, zodat een lage spanning ze deed uitzetten en naar beneden buigen, in de richting van de dikkere bodemlaag. Een hoge spanning zorgde ervoor dat de cellen samentrokken en naar boven bogen, in de richting van de dunnere bovenlaag.
Deze prestatie is nog nooit bereikt met kunstmatige kunstmatige spieren, zei Shih.
Krijg de feiten: wat zijn de oorzaken van atrofie bij spieren? »
AdvertentieAdvertisementHoe het onderzoek kan worden gebruikt
De onderzoekers hebben de AIP laten zien wat hun kunstmatige spierkracht kan doen door twee kunstmatige spieren te combineren om een pincet te maken. Daarna gebruikten ze het pincet om een katoenen bal op te pakken.
De onderzoekers hopen het hefvermogen van hun kunstmatige spieren te vergroten, zodat ze zwaardere items kunnen verplaatsen.
Shih zei dat zijn volgende stap is om de stuurspanning en de kracht die nodig is om de kunstmatige spieren in beweging te zetten te verminderen.
AdvertentieMeer lezen: Waarom worden spieren soms stijf? »
