Notícia

Novo “músculo” artificial consegue desenvolver forças significativas

Divulgação, MIT

Fonte

MIT | Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Data

terça-feira, 16 julho 2019 11:40

Áreas

Bioeletrônica. Biomecânica. Ciência dos Materiais. Engenharia Biomédica.

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, desenvolveram um mecanismo para produzir fibras que poderiam ser usadas como músculos artificiais para robôs, membros protéticos ou outras aplicações mecânicas e biomédicas.

Embora muitas abordagens diferentes tenham sido usadas para criar músculos artificiais, incluindo sistemas hidráulicos, servomotores, metais com memória de forma e polímeros que respondem a estímulos, todos eles têm limitações, incluindo o peso ou tempos de resposta lentos. O novo sistema baseado em fibras, por outro lado, é extremamente leve e pode responder muito rapidamente, dizem os pesquisadores. As descobertas foram publicadas na revista científica Science.

As novas fibras foram desenvolvidas pelo Dr. Mehmet Kanik e pela estudante do MIT Sirma Örgüç, em conjunto com os professores Dra. Polina Anikeeva, Dr. Yoel Fink, Dr. Anantha Chandrakasan, Dr. C. Cem Taşan e cinco outros colegas, usando uma técnica de estiramento de fibras para combinar dois polímeros dissimilares em um único fio de fibra.

A chave para o processo é acoplar dois materiais que têm coeficientes de expansão térmica muito diferentes – o que significa que eles têm diferentes taxas de expansão quando são aquecidos. Este é o mesmo princípio usado em muitos termostatos, por exemplo, usando uma tira bimetálica como forma de medir a temperatura. À medida que o material conjunto se aquece, o lado que tem expansão mais rápida é retido pelo outro material. Como resultado, o material se enrola, inclinando-se para o lado que se expande mais lentamente.

Utilizando dois polímeros diferentes ligados entre si, um elastômero copolímero cíclico muito elástico e um polietileno termoplástico muito mais rígido, os pesquisadores produziram uma fibra que, quando estirada várias vezes em seu comprimento original, forma naturalmente uma bobina curta. Mas o que aconteceu a seguir, na verdade, foi uma surpresa quando os pesquisadores o experimentaram pela primeira vez. “Havia muita serendipidade [descoberta por acaso] nisso”, lembra a professora Polina Anikeeva.

Assim que o Dr. Mehmet Kanik pegou a fibra enrolada pela primeira vez, o calor de sua mão só fez com que a fibra se enroscasse com mais força. Seguindo essa observação, ele descobriu que mesmo um pequeno aumento na temperatura poderia fazer a bobina enrolar, produzindo uma força de tração surpreendentemente forte. Então, assim que a temperatura baixou, a fibra voltou ao seu comprimento original. Em testes posteriores, a equipe mostrou que esse processo de contratação e expansão poderia ser repetido 10.000 vezes “ainda com força”, conclui a Dra. Anikeeva.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do MIT (em inglês).

Fonte: David L. Chandler | MIT News Office. Imagem: Divulgação, MIT.

Em suas publicações, o Portal Tech4Health da Rede T4H tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Portal Tech4Health tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas.