Door eenvoudig naaigaren en visdraad te nemen en er een draai aan te geven, wetenschappers hebben kunstmatige spieren gecreëerd die 100 keer sterker zijn dan menselijke of dierlijke pezen. De uitvinding, beschreven in het journaal Wetenschap , kan nuttig zijn voor prothetische ledematen, humanoïde robots, geïmplanteerde medische apparaten en zelfs draagbare kleding.

Dit zou niet de eerste kunstmatige spier zijn:er zijn koolstof nanobuisgarens en metalen draden, maar ze zijn vaak duur of slaan relatief weinig energie op in vergelijking met hun concurrenten, zeiden wetenschappers.

Deze nieuwe zeer sterke polymeervezels, gemaakt van goedkoop, alledaagse materialen die ongeveer $ 5 per kilogram kosten, putten hun kracht uit hun geometrie. In experimenten geleid van de Universiteit van Texas in Dallas in Richardson, wetenschappers namen deze dunne vezels van slechts een paar honderd micrometer lang en verdraaiden ze totdat ze begonnen op te rollen. (Je kunt hetzelfde effect zelf zien als je een elastiekje neemt en het draait totdat het in grotere lussen begint in te klappen.)

Terwijl het kronkelt, de getwiste glasvezelkabel wordt korter en dikker, en vervolgens behandelden de onderzoekers het met warmte om het te laten harden. De wetenschappers ontdekten dat als ze de vezelspoel in dezelfde richting als de twist maakten, de glasvezelkabel zou krimpen. Als de vezel werd gedwongen om in de tegenovergestelde richting van zijn draaiing op te rollen, de glasvezelkabel zou uitzetten.

Toen ze een energiebron op de vezels aanbrachten - meestal warmte - lieten de wetenschappers verschillende versies van hun kunstmatige spiervezels samentrekken met 49 procent of uitzetten met 67 procent. Ze produceren zelfs 7,1 pk per kilogram, ongeveer hetzelfde vermogen als een straalmotor (wanneer verkleind voor grootte). En de vezels kunnen miljoenen van deze cycli meegaan, waardoor ze zeer duurzaam zijn, herbruikbare apparaten.

"Ondanks hun kleine diameter, de vezels kunnen oneindig lang zijn en worden gebruikt in grote structuren, "Jinkai Yuan en Philippe Poulin, wetenschappers van de Universiteit van Bordeaux in Frankrijk die niet betrokken waren bij de paper, schreef in een commentaar.

De wetenschappers denken dat dit nuttig kan zijn voor een aantal toepassingen die spiervezels nodig hebben, of het nu is om de gezichten van humanoïde robots te laten bewegen met meer mensachtige uitdrukkingen of om prothetische ledematen beter gespierd te krijgen. Ze zouden kunnen worden gebruikt om jaloezieën automatisch te openen en te sluiten als reactie op het buitenklimaat. De onderzoekers hebben al een textiel gemaakt met poriën die uitzetten en samentrekken als reactie op warmte, wat de weg zou kunnen banen naar aanpasbare, ademende kleding.

©2014 Los Angeles Times
Gedistribueerd door MCT Information Services