Фото Bruce P. Lee
Профессор Брюс Ли из Мичиганского технологического университета (США) анонсировал новый тип актуатора для роботов, состоящий из гидрогеля, состав которого основан на протеине из раковины обычного моллюска. Гидрогелям в последнее время пророчат самые разнообразные области применения. Но поскольку обычные гидрогели очень непрочны и хрупки (как и желе, на которое они так похожи), заподозрить в них потенциал для производства искусственных мышц было непросто. По сути, это всего лишь сеть гидрофильных полимеров, удерживающих воду внутри себя.
Тезка легендарного киноактера изучал материалы, используемые мидиями для своего закрепления на морском дне или судовом днище. Они содержат протеины, в частности 3,4-дигидроксифенилаланин (предшественник дофамина, суть предшественник норадреналина). Им ученый и воспользовался для введения в состав гидрогеля. Вначале на полоску дофаминового гидрогеля исследователь укладывал железный пруток, по которому пропускал ток, заставляя железо отдавать ионы гидрогелю. Как только pH гидрогеля уменьшается, вместо одной полимерной цепочки ионы стремятся получить сразу три на каждый ион железа, и в итоге гидрогель в точке контакта сокращается, "охватывая" ион.
Таким образом, новый гидрогель можно заставить искусственно сокращаться в любом направлении, с количеством степеней свободы, значительно превышающим несколько стандартных "твердых" манипуляторов. Более того, один и тот же материал можно перепрограммировать много раз, задавая искусственным актуаторам разное число степеней свободы. Исследователи обратили внимание на протеины мидий, после того как выяснили, что прочность волокон, которыми эти моллюски крепятся к камням, хороша даже на фоне искусственных композитных материалов. И речь идет не только об актуаторах. Скажем, человеческое тело является слегка щелочным, поэтому если гидрогель предварительно наполнить, к примеру, медикаментом и ввести в пациента, то он сможет высвободить лекарства там и тогда, где и когда это будет нужно добрым людям в белых халатах, пишет Advanced Materials.
