科学家发明了像真肌肉一样依靠葡萄糖和氧气运转的人造肌肉

Linköping大学创造了依靠葡萄糖运行的人造肌肉
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Linköping大学的一个科学家团队在模糊生物和机器人之间的界限上又迈进了一步。他们发明了一种人造肌肉,它依赖葡萄糖和氧气,就像在生物身上发现的真正的肌肉一样。人造肌肉是用一种独特的聚合物制成的。这一最新进展将为未来的人造肌肉植入铺平道路,同时允许创造像活体器官一样提供动力的微型机器人。

Linköping大学创造了依靠葡萄糖运行的人造肌肉

Linköping大学的团队由物理、化学和生物学系传感器和作动器系统高级讲师Edwin Jager领导。该团队使用了由聚吡咯开发的聚合物驱动器产生的肌肉。聚吡咯基本上是吡咯的一种聚合物,以导电性能而闻名。它已经在传感器和电子设备中得到了应用,并且当有电流提供时,它能够改变其体积。

Linköping大学创造了依靠葡萄糖运行的人造肌肉

研究小组将这种聚合物转化为两层,层内有一层薄膜,从而制造出人造肌肉。当电荷施加在一侧时,聚合物中的离子就会穿过薄膜,从而使薄膜收缩。另一端吸收电子的薄片膨胀了。这使得整个装置可以弯曲,类似于收缩的肌肉。

Linköping大学创造了依靠葡萄糖运行的人造肌肉

这种充电可以使用电池,但也可以通过添加酶从葡萄糖和氧气中获得,酶可以增强反应,并像真正的肌肉一样燃烧葡萄糖为能量。雅格说:“这些酶以与人体相同的方式转化葡萄糖和氧气,产生电子,为由电活性聚合物制成的人造肌肉提供运动动力。”不需要电压源:只需将执行器浸入葡萄糖水溶液中就足够了。”

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雅格进一步说:“葡萄糖存在于身体的所有器官中,是一种非常有用的物质。但是改用其他酶是可能的,这将使执行器能够用于,例如,用于湖泊环境监测的自主微型机器人。我们在这里展示的进展使得从自然环境中的物质中获取能量为执行器提供动力成为可能。”

这项研究发表在《先进材料》杂志上。

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