Υδροτζέλ - τεχνητός μυς που κινείται μόνος του

Ένα νέο υδροτζέλ το οποίο είναι σε θέση να λειτουργεί ως τεχνητός μυς- διαστελλόμενο και συστελλόμενο ανάλογα με τις αλλαγές στη θερμοκρασία- ανέπτυξαν ερευνητές του RIKEN Center for Emergent Matter Science στην Ιαπωνία.

Η σχετική έρευνα δημοσιεύθηκε στο Nature Materials, και, όπως αναφέρεται, οι ερευνητές ήταν σε θέση να χρησιμοποιήσουν το εν λόγω πολυμερές για τη δημιουργία ενός αντικειμένου που μπορεί να «περπατά» μόνο του, καθώς η θερμοκρασία αυξομειώνεται.

Τα υδροτζέλ είναι πολυμερή που μπορούν να διατηρούν μεγάλες ποσότητες νερού στα δίκτυά τους. Εξαιτίας αυτού του χαρακτηριστικού, μπορούν να διαστέλλονται και να συστέλλονται αντιδρώντας σε αλλαγές στο περιβάλλον (θερμότητα, τάση, οξύτητα). Από αυτή την άποψη είναι παρεμφερή με τα κύτταρα των φυτών, που είναι ικανά να αλλάζουν μορφή καθώς η ποσότητα του νερού μέσα τους αλλάζει αντιδρώντας σε περιβαλλοντικές συνθήκες.

Τα περισσότερα υδροτζέλ ωστόσο μπορούν να το κάνουν αυτό πολύ αργά, και πρέπει να απορροφούν και να αποβάλλουν νερό για να μπορούν να επεκτείνονται ή να μικραίνουν όσον αφορά στον όγκο τους. Το καινοτόμο χαρακτηριστικό του υδροτζέλ της ομάδας της RIKEN είναι ότι ενεργεί ως τεχνητός μυς, χωρίς να συστέλλεται εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις: αντίθετα, μπορεί να συστέλλεται προς τη μια κατεύθυνση ενώ διαστέλλεται προς μια άλλη.

Το «μυστικό» της όλης υπόθεσης είναι το ηλεκτροστατικό φορτίο. Μέσω μιας μεθόδου που δημοσιοποιήθηκε νωρίτερα μέσα στο έτος, τοποθετήθηκαν νανοφύλλα οξειδίου μετάλλου σε μονό στρώμα εντός ενός υλικού, μέσω της χρήσης μαγνητικού πεδίου, και στη συνέχεια εγκαταστάθηκαν / σταθεροποιήθηκαν μέσω μιας ειδικής διαδικασίας που στην ουσία χρησιμοποιεί το φως για να «πήξει» μια ουσία σε υδροτζέλ. Μέσω άσκησης ηλεκτροστατικών δυνάμεων, τα φύλλα αυτά δημιουργούν ηλεκτροστατική αντίσταση σε μια κατεύθυνση, αλλά όχι σε άλλη.

Οι ερευνητές πλέον δουλεύουν πάνω στη δημιουργία ουσιών που θα μπορούν να χρησιμοποιούνται σε πρακτικές εφαρμογές.