據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，林學(xué)平大學(xué)的科學(xué)家通過(guò)開(kāi)發(fā)一種由葡萄糖和氧氣驅(qū)動(dòng)的人造肌肉，模仿機(jī)器人與生物之間的界限。 新的塑料肌肉由特殊的聚合物制成，打開(kāi)了植入式人造肌肉和微型機(jī)器人的希望。
近年來(lái)，假肢的研究和開(kāi)發(fā)取得了很大進(jìn)展，但用人造肌肉（而不是整肢）替代受損肌肉的前景很有意思。不幸的是，立即出現(xiàn)的重要問(wèn)題之一是如何為這些設(shè)備供電。
實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一種方法是用傳統(tǒng)的致動(dòng)器取代傳統(tǒng)的致動(dòng)器，該致動(dòng)器更接近于模仿身體本身的自然過(guò)程，以便機(jī)器人的肌肉“替換”它所取代的肌肉。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，由林學(xué)平大學(xué)物理，化學(xué)和生物系傳感器與執(zhí)行系統(tǒng)講師Edwin Jager的團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向由聚吡咯制成的“聚合物致動(dòng)器”制成的人造肌肉。
聚吡咯是吡咯的聚合物，因其高導(dǎo)電性而聞名。它主要用于電子設(shè)備和傳感器，并在暴露于電流時(shí)改變其體積。
為了制造人造肌肉，研究人員將聚合物分成兩層，兩層之間有一層薄膜。當(dāng)在一側(cè)產(chǎn)生電荷時(shí)，聚合物中的離子從膜中排出并且片材收縮。同時(shí)，另一側(cè)的薄片吸收電子并膨脹。這使整個(gè)事物彎曲成收縮的肌肉。
根據(jù)林雪萍的研究小組的說(shuō)法，這種電荷可以通過(guò)電池施加，但它也可以通過(guò)摻雜聚合物和增強(qiáng)反應(yīng)的酶從葡萄糖和氧氣中獲得。 “這些酶以與體內(nèi)相同的方式轉(zhuǎn)化葡萄糖和氧氣，產(chǎn)生在電活性聚合物制成的人造肌肉中移動(dòng)所需的電子，”雅格說(shuō)。 “無(wú)需電壓源：只需將執(zhí)行器浸入水中的葡萄糖溶液中即可?！?/span>
研究人員已經(jīng)證明了這一原理，下一步是控制響應(yīng)，看看它是否可以通過(guò)許多重復(fù)循環(huán)來(lái)維持。他們的目標(biāo)是終模仿活體肌肉并將其應(yīng)用于微型機(jī)器人。
“葡萄糖可用于身體的所有器官。它是一種有用的物質(zhì)，”雅格說(shuō)。 “但它可以切換到其他酶，這將使得執(zhí)行器能夠被用于例如湖泊環(huán)境監(jiān)測(cè)的自動(dòng)微型機(jī)器人。我們?cè)谶@里取得的進(jìn)展使得執(zhí)行器能夠由來(lái)自材料的能量提供動(dòng)力。自然環(huán)境。
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