Linköping大学的一个科学家团队在模糊有机体和机器人之间的界限方面又迈进了一步,他们发明了一种人造肌肉,它依赖葡萄糖和氧气,就像在生物身上发现的真正的肌肉一样。这种人造肌肉是用一种独特的聚合物制成的。这一最新进展将为未来人造肌肉的植入铺平道路,同时允许创造可以像活体器官一样提供动力的微型机器人。
Linköping大学的团队由物理、化学和生物学系传感器和执行器系统高级讲师Edwin Jager领导。该团队使用了由聚吡咯开发的聚合物驱动器制成的肌肉。聚吡咯基本上是一种吡咯聚合物,以导电性能而闻名。它已经在传感器和电子设备中找到了应用,并且能够在提供电流时改变其体积。
研究小组将聚合物转化为两层,层内有一层薄膜,以制造出人造肌肉。当电荷施加在一侧时,聚合物中的离子穿过薄膜,从而使薄膜收缩。另一端吸收电子的薄片膨胀了。这使得整个装置可以弯曲,就像肌肉收缩一样。
这种电荷可以使用电池,但也可以通过添加酶从葡萄糖和氧气中获得,酶可以增强反应,燃烧葡萄糖产生能量,就像真正的肌肉一样。雅格说:“这些酶可以转化葡萄糖和氧气,就像在人体内一样,在由电活性聚合物制成的人造肌肉中产生运动所需的电子。”不需要电压源:只需将驱动器浸泡在葡萄糖水溶液中就足够了。”
雅格进一步说:“葡萄糖存在于身体的所有器官中,它是一种有用的物质。但有可能切换到其他酶,这将使执行器能够用于,例如,用于湖泊环境监测的自主微型机器人。我们在这里展示的进步使我们有可能从自然环境中的物质中获取能量来驱动驱动器。”
这项研究发表在《先进材料》杂志上。