Учёные Балтийского федерального университета (БФУ) создали уникальный полимерный материал, способный имитировать работу мышечной ткани
Учёные Балтийского федерального университета (БФУ) создали уникальный полимерный материал, способный имитировать работу мышечной ткани.
Разработка открывает новые перспективы в области биомиметики и мягкой робототехники, передаёт РИА Новости со ссылкой на Frontiers of Materials Science.
«Периодические изменения геометрии таких гелей возникают в результате возникновения химических колебаний в геле, влияющих на свойства полимерной матрицы», – рассказал старший научный сотрудник Центра прикладной нелинейной динамики БФУ им. И. Канта Илья Мальфанов.
Новый материал способен воспроизводить сложные ритмические движения, аналогичные работе живых тканей. В его основе лежит химическая реакция Белоусова-Жаботинского, которая заставляет гель расширяться и сжиматься, имитируя работу мышц.
Особенность разработки заключается в том, что материал может моделировать такие сложные процессы, как биение сердца и перистальтическое сокращение мышц кишечника. Это становится возможным благодаря уникальным свойствам полимерной матрицы, способной менять свои характеристики под воздействием химических реакций.
По словам исследователей, созданный гель демонстрирует впечатляющие показатели: амплитуда хемомеханических колебаний достигает 60%, что вдвое превышает аналогичные показатели зарубежных разработок.
Принцип работы материала основан на периодическом окислении и восстановлении комплекса железа, встроенного в гель. Для функционирования «химической мышцы» используются простые реагенты: малоновая кислота и бромат натрия.
Разработка имеет широкий потенциал применения. В перспективе на основе нового материала планируется создание устройств для мягкой робототехники, включая биомиметические двигатели. Исследователи намерены продолжить работу над улучшением характеристик материала и созданием роботов, способных выполнять сложные движения: ползание, плавание и ходьбу.
Открытие может найти применение не только в робототехнике, но и в медицинских исследованиях, где материал поможет лучше понять работу мышечной ткани и создать искусственные аналоги органов.