Coraz bliżej budowy sztucznych mięśni
Mięśnie zwierząt muszą być na tyle silne, aby wytrzymać duże obciążenia, a przy tym elastyczne i zdolne do samoleczenia. Znalezienie polimeru, który ma wszystkie te cechy było bardzo trudne, ale w końcu się udało.
Zespół naukowców z Uniwersytetu Stanforda, Harvardu, Uniwersytetu Nanjing i Uniwersytetu Kolorado z powodzeniem zsyntetyzował elastomer, który naśladuje właściwości mięśni zwierząt. Substancja jest trwała w temperaturze pokojowej i odporna na działanie wody.
Wiązania polimerów imitujących pracę mięśni muszą być wystarczająco silne, aby scalać całą strukturę w całości, ale na tyle słabe, aby umożliwiać autoregenerację. W wielu modelach wykorzystywano wiązania wodorowe, ale są one wrażliwe na działanie wody. Zamiast tego zastosowano ligand 2,6-pirydylodikarboksamidu (PDCA), który wiąże się z żelazem za pomocą grupy pirydylowej oraz tlenu. Dwie cząsteczki PDCA łączą się z jednym atomem Fe (III) przez 6 miejsc koordynacyjnych. Dwa z nich umożliwiają tworzenie silnych wiązań (pirydyna), dwa wiązania o średniej sile (amidy), a dwa wiązania słabe (karboksylowe).
Analizy wytrzymałości nowego elastomeru wykazały, że silne wiązania w nim wytworzone są podobne do wiązań kowalencyjnych, natomiast słabe wiązania to odpowiednik wiązań wodorowych. Dzięki takiemu rozmieszczeniu wiązań atomowych, struktura elastomeru jest zwarta, ale jednocześnie elastyczna. Innowacyjny polimer wykazuje także zadowalające właściwości samoregenerujące. Materiał regeneruje się w niskich temperaturach (ok. -20oC), bez obecności substancji dodatkowych czy katalizatorów.
Naukowcy mają nadzieję, że dzięki swojemu odkryciu, uda się zrobić kolejny krok w stronę stworzenia sztucznych mięśni, które z czasem będą stosowane także u ludzi.
