Künstliche Muskeln aus Zwiebelhaut und Gold
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Neben der Zugabe von Geschmack zu Nahrung und Tränen in die Augen, werden Zwiebeln nun auch künstliche Muskeln geschaffen.
Der bahnbrechende Erfolg wurde heute in der Zeitschrift Applied Physics Letters, einer Veröffentlichung des American Institute of Physics (AIP) veröffentlicht.
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Diese Muskeln sind einzigartig für bestehende künstliche Muskeln, da sie sich je nach der angelegten Ansteuerspannung entweder ausdehnen oder zusammenziehen können, um sich in verschiedene Richtungen zu biegen. Vor dieser Entdeckung konnten sich künstliche Muskeln verbiegen oder zusammenziehen, aber nicht gleichzeitig.
Künstliche Muskeln können verwendet werden, um die Nützlichkeit von Prothesen, Robotern und implantierten medizinischen Geräten zu verbessern.
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AnzeigeFehler führt zu unerwarteter Entdeckung
Das ursprüngliche Ziel von Forschern der National Taiwan University war es, mit Hilfe von Zwiebelzellen eine künstliche Mikrostruktur in künstlichen Muskeln zu entwickeln, um die Muskelspannung zu erhöhen.
Da die zerbrechliche Haut, die sich direkt unter der Oberfläche einer Zwiebel befindet (Epidermis genannt), eine dünne, durchscheinende Schicht aus blockartigen Zellen in einem dicht gepackten Gitter ist, dachten die Forscher, dass Zwiebel-Epidermiszellen helfen könnten ein vielseitigerer Muskel, der sich beim Beugen ausdehnen oder zusammenziehen konnte.
AdvertisementWerbungZu ihrer Enttäuschung stellten die Forscherin Wen-Pin Shih, Ph. D. und ihre Kollegen fest, dass die Zellstruktur der Zwiebel und ihre Dimensionen denen ähnelten, die sie bereits hergestellt hatten.
Die Forscher entwickelten die Zwiebelzellen mit Säure, um ein Protein zu entfernen, das die Zellwände steif macht. Dann beschichteten sie beide Seiten der Zwiebelschicht mit Gold. Wenn Strom durch die Goldelektroden floss, banden und dehnten sich die Zwiebelzellen ähnlich wie ein Muskel.
Shih sagte der AIP, dass das Team die oberen und unteren Elektroden unterschiedlich dick gemacht habe, so dass die Zellsteifigkeit von oben nach unten asymmetrisch wurde. Dies gab den Forschern Kontrolle über die Reaktion des Muskels, so dass eine niedrige Spannung sie dazu brachte, sich zu der dickeren unteren Schicht auszudehnen und nach unten zu biegen. Eine hohe Spannung veranlasste die Zellen, sich zusammenzuziehen und sich nach oben in Richtung der dünneren oberen Schicht zu biegen.
Diese Leistung wurde noch nie mit künstlichen künstlichen Muskeln erreicht, sagte Shih.
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AnzeigeWerbungWie die Forschung genutzt werden kann
Die Forscher zeigten der AIP, was ihr künstlicher Muskel durch die Kombination zweier künstlicher Muskeln zu einer Pinzette leisten kann. Dann nahmen sie mit der Pinzette einen Wattebausch auf.
Die Forscher hoffen, die Hubkraft ihrer künstlichen Muskeln zu erhöhen, damit sie schwerere Gegenstände bewegen können.
Shih sagte, dass sein nächster Schritt darin besteht, die Antriebsspannung und die Kraft zu reduzieren, die benötigt wird, um die künstlichen Muskeln in Bewegung zu versetzen.
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