محققان دانشگاه تگزاس با همکاری پژوهشگرانی از کشورهای دیگر موفق به تولید انواع مختلفی از عضله‌های مصنوعی قدرتمند شده‌اند که در آن‌ها از نانولوله‌های کربنی استفاده شده است.
دستاورد جدید محققان حوزه نانو؛
تولید عضلات مصنوعی نانویی ۴۰ بار قوی‌تر از نوع انسانی
به گزارش فانا، استفاده از نانولوله‌های کربنی حاوی پوشش پلیمری در ساخت عضلات مصنوعی موجب تولید عضلاتی شده که ۴۰ بار قدرتمندتر از عضلات انسان است.در طول ۱۵ سال گذشته، محققان دانشگاه تگزاس با همکاری پژوهشگرانی از کشورهای دیگر موفق به تولید انواع مختلفی از عضله‌های مصنوعی قدرتمند با استفاده از نانو لوله‌های کربنی شده‌اند، این گروه طی مقاله‌ای که در نشریه ساینس به چاپ رساندند، از عضله مصنوعی جدیدی موسوم به SRAM رونمایی کردند.
این گروه پیش از این، از بافت‌های حاوی نانولوله‌های کربنی به همراه پوشش پلیمری یا نایلون برای تولید عضله مصنوعی استفاده می‌کردند. با پیچاندن الیاف تا نقطه‌ای که یک مارپیچ ایجاد شود، محققان عضلاتی می‌ساختند که قابلیت انقباض یا عمل داشته باشد طوری که با گرم یا سرد شدن، این عضلات تغییر وضعیت می‌دادند.
رای باگمن از محققان این پروژه گفت: در این عضله جدید، ما از پوسته‌ای مقاوم‌تر برای ساخت عضله استفاده کردیم طوری که دانسیته توان و عمر این پوسته بیشتر از عضلات پیشین است.
وی افزود: نکته کلیدی در موفقیت این پروژه آن است که الیاف پیچیده شده دارای پوشش جدید حالت مرطوب دارند، زمانی که پوشش روی الیاف خشک شوند، با پیچیدن آن‌ها ترک روی ساختار ایجاد می‌شود. بهینه‌سازی ضخامت پوسته اهمیت زیادی دارد، اگر پوسته ضخیم باشد بعد از پیچ خوردن، بازگشت به حالت اول به سختی انجام می‌شود و اگر پوسته نازک باشد امکان ترک خوردن آن وجود دارد.
به اعتقاد باگمن مواد زیادی را می‌توان به‌عنوان پوسته به کار گرفت به شرطی که در اثر تغییراتی نظیر دما یا رطوبت دچار مشکل نشوند.
این عضله‌های نانولوله کربنی حاوی پوشش نایلونی، در صورتی که به‌صورت الکتروشیمیایی مورد استفاده قرار گیرند ۴۰ برابر قدرتمندتر از عضلات انسان و ۹ برابر قوی‌تر از بهترین عضلات الکتروشیمیایی موجود عمل می‌کنند. بنابراین، استفاده از نانولوله‌های کربنی برای تولید عضله انتخاب مناسبی است، از دیگر ویژگی‌های مثبت نانولوله‌های کربنی می‌توان به وزن کم آن اشاره کرد.
محققان معتقدند که فرآیند مورد استفاده برای پوشش‌دهی پلیمر به‌گونه‌ای است که به سادگی می‌توان از آن برای تولید انبوه استفاده کرد.
این گروه پیش از این، از بافت‌های حاوی نانولوله‌های کربنی به همراه پوشش پلیمری یا نایلون برای تولید عضله مصنوعی استفاده می‌کردند. با پیچاندن الیاف تا نقطه‌ای که یک مارپیچ ایجاد شود، محققان عضلاتی می‌ساختند که قابلیت انقباض یا عمل داشته باشد طوری که با گرم یا سرد شدن، این عضلات تغییر وضعیت می‌دادند.
رای باگمن از محققان این پروژه گفت: در این عضله جدید، ما از پوسته‌ای مقاوم‌تر برای ساخت عضله استفاده کردیم طوری که دانسیته توان و عمر این پوسته بیشتر از عضلات پیشین است.
وی افزود: نکته کلیدی در موفقیت این پروژه آن است که الیاف پیچیده شده دارای پوشش جدید حالت مرطوب دارند، زمانی که پوشش روی الیاف خشک شوند، با پیچیدن آن‌ها ترک روی ساختار ایجاد می‌شود. بهینه‌سازی ضخامت پوسته اهمیت زیادی دارد، اگر پوسته ضخیم باشد بعد از پیچ خوردن، بازگشت به حالت اول به سختی انجام می‌شود و اگر پوسته نازک باشد امکان ترک خوردن آن وجود دارد.
به اعتقاد باگمن مواد زیادی را می‌توان به‌عنوان پوسته به کار گرفت به شرطی که در اثر تغییراتی نظیر دما یا رطوبت دچار مشکل نشوند.
این عضله‌های نانولوله کربنی حاوی پوشش نایلونی، در صورتی که به‌صورت الکتروشیمیایی مورد استفاده قرار گیرند ۴۰ برابر قدرتمندتر از عضلات انسان و ۹ برابر قوی‌تر از بهترین عضلات الکتروشیمیایی موجود عمل می‌کنند. بنابراین، استفاده از نانولوله‌های کربنی برای تولید عضله انتخاب مناسبی است، از دیگر ویژگی‌های مثبت نانولوله‌های کربنی می‌توان به وزن کم آن اشاره کرد.
محققان معتقدند که فرآیند مورد استفاده برای پوشش‌دهی پلیمر به‌گونه‌ای است که به سادگی می‌توان از آن برای تولید انبوه استفاده کرد.
منبع : خبرگزاری ايرنا
