Het Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft een manier gevonden om buigzame kunstmatige spiervezels te maken. Door nylondraden op te rollen en te verwarmen buigen ze net als echte spieren. Dat kan nuttig zijn in mensachtige robots en buigbare elektronica.
Eerder onderzoek leidde al tot nylondraden die langer en korter werden door verwarming en koeling. De toepassing daarvan is echter beperkt; om echte spieren na te bootsen moeten ze ook buigbaar zijn, zoals wij in onze armen en benen. De onderzoekers van MIT speelden dit klaar door de vorm van de nylondraad te veranderen.
Door de draden onder een pers te leggen veranderden ze de vorm van rond in hoekig. Dat bleek precies de verandering die nodig was om goede buigbaarheid te krijgen. Door vervolgens de draden aan één kant te verhitten boog de draad precies zoals ze wilden.
Afkoelen
Belangrijk aan de nieuwe 'spieren' is dat ze ook snel weer terugbuigen. Wordt nylon verhit dan krimpt de draad in de lengte, maar neemt de diameter van de draden toe. Om die beweging terug te draaien moeten de draden afkoelen en dat kan lang duren. Dankzij de speciale hoekige vorm hebben deze draden daar echter geen last van; zodra de verhitting stopt valt de draad terug naar zijn beginpositie.
Het vervormen van een draad lijkt een omslachtige methode om een buigbaar materiaal te maken. Er zijn inderdaad geschiktere materialen voor kunstmatig spierweefsel. Koolstofnanobuisjes werken bijvoorbeeld goed en zijn niet kapot te krijgen. Het probleem is alleen dat die nanobuisjes heel duur zijn, terwijl dit soort technologie goedkoop moet zijn om breed toegepast te kunnen worden. Nylon is goedkoop, laat zich makkelijk vervormen en is daarom een geschikte kandidaat.
Soepel
Kunstmatige spieren zijn nuttig voor een heleboel toepassingen. Als we natuurgetrouwe, menselijke robots willen maken moeten ze bijvoorbeeld soepel kunnen bewegen. Met de nylonspieren wordt dat mogelijk. Ook prothesen kunnen hiermee beter worden. Ten slotte zal buigbare elektronica, al jaren een belofte van de industrie, hiermee een stuk goedkoper te produceren zijn.
Beeld: Close-up van het nylondraad. Links de beginstaat, rechts het buigbare eindproduct. Credit: Felice Frankel and Seyed Mohammad Mirvakili
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.