Созданный учёными БФУ материал имитирует работу мышечной ткани
Учёные Балтийского федерального университета (БФУ) создали уникальный полимерный материал, способный имитировать работу мышечной ткани.
Разработка открывает новые перспективы в области биомиметики и мягкой робототехники, передаёт РИА Новости со ссылкой на Frontiers of Materials Science.
«Периодические изменения геометрии таких гелей возникают в результате возникновения химических колебаний в геле, влияющих на свойства полимерной матрицы», – рассказал старший научный сотрудник Центра прикладной нелинейной динамики БФУ им. И. Канта Илья Мальфанов.
Новый материал способен воспроизводить сложные ритмические движения, аналогичные работе живых тканей. В его основе лежит химическая реакция Белоусова-Жаботинского, которая заставляет гель расширяться и сжиматься, имитируя работу мышц.
Особенность разработки заключается в том, что материал может моделировать такие сложные процессы, как биение сердца и перистальтическое сокращение мышц кишечника. Это становится возможным благодаря уникальным свойствам полимерной матрицы, способной менять свои характеристики под воздействием химических реакций.
По словам исследователей, созданный гель демонстрирует впечатляющие показатели: амплитуда хемомеханических колебаний достигает 60%, что вдвое превышает аналогичные показатели зарубежных разработок.
Принцип работы материала основан на периодическом окислении и восстановлении комплекса железа, встроенного в гель. Для функционирования «химической мышцы» используются простые реагенты: малоновая кислота и бромат натрия.
Разработка имеет широкий потенциал применения. В перспективе на основе нового материала планируется создание устройств для мягкой робототехники, включая биомиметические двигатели. Исследователи намерены продолжить работу над улучшением характеристик материала и созданием роботов, способных выполнять сложные движения: ползание, плавание и ходьбу.
Открытие может найти применение не только в робототехнике, но и в медицинских исследованиях, где материал поможет лучше понять работу мышечной ткани и создать искусственные аналоги органов.