ماهیچه مصنوعی : از افزایش قدرت بدنی تا پارچه‌ های هوشمند

پژوهشگران دانشگاه ولونگونگ استرالیا (Wollongong) با قرار دادن پوششی بر ماهیچه‌ مصنوعی، عضلاتی با ۴۰ درصد انعطاف‌پذیری بیشتر از ماهیچه‌های طبیعی بدن توسعه دادند. محققان مرکز علوم مواد الکترومتریال ACES استرالیا با همکاری پژوهشگران چین و کره‌ جنوبی و آمریکا، ماهیچه‌های مصنوعی دارای پوشش طراحی کردند. این ماهیچه‌های مصنوعی برای تولید مواد هوشمند و پارچه هوشمند کاربرد دارند. ماهیچه‌های مصنوعی به محیط اطراف خود واکنش نشان می‌دهند. این دستاورد بر اساس ۱۵ سال تحقیق پژوهشگران دانشگاه ولونگونگ و همکاران بین‌المللی آن‌ها کسب شده است. برای آشنایی با پیشرفت ماهیچه مصنوعی و کاربرد آن با مجله‌ی فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
ماهیچه مصنوعی : از افزایش قدرت بدنی تا پارچه‌های هوشمند

ماهیچه مصنوعی

ماهیچه مصنوعی، اصطلاحی است که برای همه مواد و ابزارهایی استفاده می‌شود که قابلیت بازگشت پذیری، کش آمدن، چرخش حول یک مؤلفه بر اساس یک تحریک‌کننده بیرونی مانند ولتاژ، جریان، فشار یا دما را دارند. سه عملگر پایه‌ای ماهیچه مصنوعی شامل کشش، بازشدن و چرخش- که می‌توانند با هم ترکیب شوند و انواع حرکات دیگر مانند خم شدن را تولید کنند.

تحقیقات پژوهشگران استرالیا در طول این مدت بر ماهیچه‌های مصنوعی هوشمند و قدرتمند با به کارگیری محدوده‌ی وسیعی از مواد اعم از مواد نانولوله‌ی کربنی (Carbon NanoTube) با فناوری بالا تا مواد ارزان‌قیمت نخ ماهیگیری انجام شده است. آخرین نسخه‌ی ماهیچه مصنوعی تولید شده توسط این تیم تحقیقاتی، Sheath-Run Artificial Muscle یا SRAM نام دارد. این ماهیچه مصنوعی از یک پوشش بر بافت فنری یا بافت پیچ خورده تشکیل شده است. درصورتی که ماهیچه مصنوعی در معرض گرما قرار بگیرد منقبض می‌شود و هنگامی که سرد می‌شود به حالت اولیه خود برمی‌گردد. این پوشش انرژی را در راستای حرکت دادن ماهیچه مصنوعی جذب می‌کند. این ماهیچه مصنوعی به رطوبت محیط اطراف خود نیز واکنش نشان می‌دهد.

ماهیچه‌های مصنوعی SRAM از الیاف متداول طبیعی همچون پنبه و کتان و ابریشم و پشم و نایلون که ارزان قیمت و در دسترس هستند ساخته می‌شود. نسخه‌های پیشین ماهیچه‌های مصنوعی از مواد گران قیمت و ویژه همچون مواد نانولوله‌های کربنی استفاده می‌شود. تیم پژوهشی تلاش می‌کند از مواد رایج و طبیعی و در دسترس برای نسخه‌های جدید ماهیچه مصنوعی استفاده کند.

ماهیچه مصنوعی : از افزایش قدرت بدنی تا پارچه‌های هوشمند

کاربرد ماهیچه‌های مصنوعی

دکتر جواد فروغی یکی از پژوهشگران دانشگاه ولونگونگ استرالیا توضیح می‌دهد ماهیچه‌های مصنوعی افزون بر جایگزینی ماهیچه‌های بدن، برای تولید بافت‌های هوشمند و دستگاه‌های رهاسازی هوشمند دارو در بدن کاربرد دارد. هیچ شکی وجود ندارد با مواد ویژه‌ای همچون نانولوله‌های کربنی ماهیچه‌های مصنوعی با ویژگی‌های فوق‌العاده تولید می‌شود اما carbon nanotubes گران‌قیمت هستند. کاربردهای متنوعی برای ماهیچه‌های مصنوعی دارای پوشش SRAM وجود دارد. ماهیچه‌های مصنوعی به عنوان جایگزینی برای ماهیچه‌های بدن کاربرد دارد همچنین این فناوری با حس کردن محیط خود، هوشمندانه واکنش نشان می‌دهد.

برای نمونه فناوری پوشیدنی و پارچه‌ای را در نظر بگیرید که با توجه به عوامل محیطی، گرم و سرد می‌شود. پارچه با توجه به دمای محیط و رطوبت و میزان عرق بدن و تابش خورشید دمای خود را تنظیم کند و درتابستان سرد و در زمستان گرم شود. کاربرد دیگر رهاسازی هوشمند دارو در بدن است. بسته به ترکیب شیمیایی یا دما میزان داروی موزدنیاز برای رهاسازی کنترل می‌شود.

این پروژه نمونه‌ای عالی از همکاری پژوهشگران سراسر دنیا در ارائه فناوری‌های پیشرفته و موثر و کارآمد در پژوهش و نوآوری به شمار می‌آید. محققان در رشته‌های مختلف و به صورت بین رشته‌ای از دانشگاه‌های ولونگونگ استرالیا و دانشگاه تگزاس دالاس آمریکا و Donghua چین و دانشگاه هانیانگ کره جنوبی در این پروژه همراه بودند. نتیجه این تحقیقات در مجله‌ی Science منتشر شده است.


بیشتر بخوانیم:

ماهیچه‌ های مصنوعی نرم جایگزینی برای اسکلت های بیرونی

افزودن احساس به اندام مصنوعی با پوشش هوشمند پارچه‌ای


منبع: techxplore

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *