torsdag, november 10, 2005

Supersnabba syntetiska muskler styrs med ljus

En grupp forskare från MIT har genom teoretiska beräkningar kommit fram till att konjugerade polymerer - plast som leder ström - kan styras betydligt snabbare om man använder ljuspulser. Upptäckten kan på sikt leda till supersnabba syntetiska muskler, skriver New Scientist.

Konjugerade polymerer är elektriskt ledande, och kontraheras (drar ihop sig) om man leder ström igenom dem. De måste dock "badas" i en ledande vätska eller gel, och deras reaktionstid begränsas av hur snabbt jonerna som förmedlar laddning kan diffundera. De används i viss utsträckning som muskler till robotar, men har en stor nackdel: de är väldigt långsamma.

Forskargruppen från MIT, ledd av Sidney Yip, visste redan att kontraktionen berodde på solitoner - enstaka vågor (se en animering) - som bär laddning längs polymeren, men inte hur det fungerade i detalj. När de började räkna på hur solitonen påverkade polymeren kom de fram till att joner faktiskt inte behövs. Istället kan ljus av precis rätt frekvens användas för att aktivera laddningsvågen, och det går dessutom mycket snabbare.

Det finns naturligtvis tekniska hinder för att kunna använda tekniken, men en av forskarna bakom studien säger till New Scientist att han tror att det kan ta ungefär ett decennium att överkomma dem. Lyckas man klara av de tekniska utmaningarna finns således en möjlighet att man i framtiden kan bygga superstarka, supersnabba (New Scientist nämner siffran 100 gånger snabbare än mänskliga muskler, men det framgår inte var de fått uppgiften ifrån) konstgjorda muskler som kan användas till robotar och proteser.

Studien publiceras i Physical Review Letters, vol. 95.

Länkar
New Scientist
Artikeln (Physical Review Letters)

4 kommentarer:

Håkan (hakke) sa...

Något som genast väcker min nyfikenhet är hur dessa konstgjorda muskler försörjs med energi. Säg att vi hänger upp en vikt i en sådan muskel. När solitonen aktiverar muskeln drar den ihop sig och vikten lyfts upp. Kommer energin för detta arbete då också från solitonen?

(Svårt ord att skriva det där. Fingrar och ögon vill hellre skriva "solition". Jag noterade att du gjort en gång i texten också. Hittade inte din e-postadress, så jag får lämna även detta fjuttiga påpekande här i kommentaren.)

Malin Sandström sa...

Hmm. Det borde den väl göra? Om interaktionen med ljuset gör att polymeren böjs, så innebär det ju att energin i ljuset omvandlas till (ändrade) bindningsenergier mellan molekylerna i polymeren (muskeln).

Frågan är hur man får muskeln att hålla sig spänd - fungerar det att skicka flera pulser i rad?

Jonas sa...

Alla snackar om dessa polymerer.
Men kan man köpa dom än ?
Kan man försöka göra dem själva ?
Jag har inte tid att vänta i 10 år på denna uppfinning.

Malin Sandström sa...

Jonas: den långsamma versionen av polymererna borde väl i teorin gå att köpa, eftersom de redan finns. De snabba finns som sagt ännu mest i teorin, och existerar inte p g a tekniska hinder (även om läget idag kan vara annorlunda jämfört med läget 2005 då jag skrev bloggposten). Är man väldigt kunnig kanske man kan lösa dessa hinder, men annars tror jag det är omöjligt att tillverka eller köpa sådana polymerer - ännu.