Паучий шёлк для роботизированных мышц

Паучий шёлк, натуральный или искусственный, известен как один из самых прочных, гибких и лёгких материалов, а его дополнительное необычное свойство может быть использовано для скручивающих или тянущих движений, применимых в робототехнике. Учёные обнаружили, что эластичные волокна очень активно реагируют на изменение влажности, при повышении которой они внезапно сжимаются и скручиваются, создавая достаточно большое усилие для выполнения различных механических действий, причём по этим показателям они не уступают многим другим материалам, чьи свойства также рассматриваются для робототехнических проектов. Необычная способность шёлка была открыта случайно. Учёные Массачусетского технологического института (США) проверяли, как шёлк драглайн, особо прочный паучий шёлк, удерживает груз по типу маятника в герметичном пространстве (специальная камера) с контролируемым уровнем влажности. Когда же они повысили влажность, паучий шёлк с грузиком стал вращаться. Затем команда проверила ряд других материалов в таких же условиях, в том числе человеческие волосы, но не обнаружила подобных скручивающих движений.

Хотя полезный эффект скручивания, с точки зрения паука, неизвестен, исследователи считают, что сжатие в ответ на влагу может быть защитным и в тоже время активирующим механизмом в ответ на утреннюю росу. Паутина укрепляется и становится более восприимчивой к вибрации, чтобы паук почувствовал свою добычу. В ходе лабораторных экспериментов и молекулярного моделирования с помощью компьютера учёные смогли определить, как работает механизм скручивания. Оказывается, он основан на сворачивании определённого вида строительного блока белка, называемого пролином. «Шёлк драглайн — это белковое волокно», — объясняют учёные. «Он состоит из двух основных белков под названием MaSp1 и MaSp2». Пролин, имеющий решающее значение для реакции скручивания, находится внутри MaSp2 и когда молекулы воды взаимодействуют с ним, они нарушают его водородные связи асимметричным образом, в результате чего происходит вращение. Стоит отметить, что вращение осуществляется только в одном направлении и при уровне влажности около 70%.

«Белок имеет встроенную симметрию вращения и его необычное свойство открывает перспективу для создания совершенно нового класса материалов», поясняют учёные. Теперь задача исследователей заключается в том, чтобы воспроизвести белок и его реакцию в синтетическом варианте шёлка, чтобы получить новый полимерный материал для разнообразных технологических сфер: от мягких роботизированных мышц и датчиков, управляемых влажностью, до интеллектуальных тканей и генераторов экологически чистой энергии.

 

ссылка по теме

 

Читайте также:

Жесты улучшают общение с роботами

Искусственный интеллект определил характер человека по движению глаз

Прорыв в управлении нанороботами на основе ДНК

 

 

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

*


ВверхВверх