تولید ماهیچه مصنوعی جدید با نانونخ

[سونای]

تیمی بین‌المللی از دانشمندان مستقر در دانشگاه تگزاس موفق به تولید نوع جدید ماهیچه مصنوعی با استفاده از نانوتیوب‌های کربن شدند. این نانوتیوب‌ها سیلندرهای ریز توخالی هستند که از همان لایه‌های گرافیت مورد استفاده در مغز مدادهای استاندارد ساخته شده‌اند. بر خلاف این واقعیت که عضلات جدید 10 هزار برابر کوچک‌تر از قطر موی انسان هستند، آن‌ها قادرند بیش از 100 هزار برابر وزن خود را از جا بلند کنند که این میزان تقریباً 85 برابر قدرت ماهیچه طبیعی با سایز معادل عنوان شده است. عضلات طراحی شده با استفاده از یک نخ تاب خورده سیلندرهای کربنی ناچیز و سپس تعبیه یک "مهمان" تغییردهنده حجم (در این حالت موم پارافین مورد استفاده در شمع‌) در درون آن‌ها، تولید شده‌اند. نخ پوشیده شده از موم سپس به صورت الکتریکی یا توسط جرقه‌یی از نور حرارت داده می‌شود. این امر موجب انبساط موم، افزایش حجم نخ و انقباض طول ماده می‌شود. این انقباض ماهیچه‌یی یا تحریک (actuation) می‌تواند در فقط 25 هزارم ثانیه رخ دهد.
با در نظر گرفتن هر دوی عمل تحریک و معکوس تحریک، محققان موسسه فناوری ماساچوست چگالی نیروی 4.2 kW/kg یعنی چهار برابر کسر نیرو بر وزن یک موتور احتراق داخلی نوعی را برای این ماهیچه ثبت کردند. درحالیکه این فناوری می‌تواند دارای کاربردهای متعددی باشد، انتظار نمی‌رود که حداقل در زمان حاضر در بدن انسان قابل استفاده باشد. گفته می‌شود سیستم ارائه شده می‌تواند در گستره وسیعی از حوزه‌ها از جمله کاترهای مورد استفاده در جراحی‌های با حداقل عمل تهاجمی، اسباب‌بازی‌ها و ربات‌ها قابل کاربرد باشد.
این عضلات همچنین می‌توانند در مواد هوشمند خود تامین‌کننده از قبیل لباس‌های حافظتی که به تغییرات موجود در دمای محیطی واکنش نشان می‌دهند، به کار روند. افزون بر این، لوله‌های کربنی مجهز به موم قادر به تحمل درجه حرارت هزار درجه سلسیوس بالاتر از نقطه ذوب فولاد هستند که هیچ محرک کنونی قادر به عملکرد در این دما نیست. گام بعدی پیش روی دانشمندان، افزایش مقیاس عضلات تک الیافی و تبدیل آن‌ها به سیستم‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر است که از هزاران ماهیچه الیافی تشکیل شده باشند. جزئیات این دستاورد علمی در مجله Science انتشار یافت.

پزشکی بالینی