La seta del ragno hanno suggerito di utilizzare come muscoli dei robot

La seta del Ragno, già noto come uno dei materiali più forti con il suo peso, ha un altro insolito proprietà, che può portare alla comparsa di nuovi tipi di muscoli artificiali o robotizzati precedenti, hanno scoperto gli scienziati. Le fibre elastiche, come si è scoperto, molto reagiscono ai cambiamenti di umidità. Sopra un certo livello di umidità relativa dell'aria che improvvisamente vengono compressi e arricciare, applicare una forza sufficiente per competere con altri materiali, che sono indagati in qualità di attuatori — cioè, i dispositivi che si muovono per l'esercizio di una certa attività, una sorta di valvola di controllo.

I Risultati del lavoro sono stati presentati sulla rivista Science crediti nel lavoro di un professore del MIT di Marcus Бюлера.

Web — solido materiale

I Ricercatori non molto tempo fa ha scoperto l'incredibile proprietà di seta di ragno chiamato суперсжимаемость, quando le fibre sottili possono improvvisamente contrarsi in risposta ai cambiamenti di umidità. Nuova conclusione è che il filo non solo sono compressi, ma e curl contemporaneamente, creando una forte скручивающую forza. «Questo nuovo fenomeno», dice Buehler.

«Abbiamo trovato questo per caso», confermano i suoi colleghi. «Abbiamo voluto studiare l'effetto dell'umidità sulla escavatore dragline seta di ragno». Per questo si stanno staccando in seta per creare una sorta di pendolo, e messo in una cella, dove poter controllare l'umidità relativa all'interno. «Quando abbiamo aumentato l'umidità, il pendolo ha iniziato a girare. Questo non ci aspettavamo».

Il Team ha testato una serie di altri materiali, tra cui i capelli umani, ma non ha rilevato come torsione movimenti in altri esperimenti. Tuttavia, il primo fenomeno già cercato di applicare (in teoria) ad un artificiale muscoli.

«Questo può essere molto interessante per la comunità robotica», dice Buehler, avendo in mente un nuovo modo di gestire determinati tipi di sensori o dispositivi di controllo. «È possibile manipolare i movimenti molto preciso, controllando l'umidità».

La seta del Ragno è già noto per il suo eccezionale rapporto peso / resistenza, per la sua flessibilità ed elasticità. Diversi gruppi di scienziati di tutto il mondo stanno lavorando per riprodurre queste proprietà in versione sintetica fibre a base di proteine.

Anche se lo scopo di questa скручивающей di potere, dal punto di vista di un ragno, non si sa, gli scienziati ritengono che суперсжимаемость in risposta, l'umidità può essere un modo per assicurarsi che la rete è tesa, quando su di esso agisce la rugiada del mattino, che può danneggiare e ridurre la suscettibilità alle vibrazioni, a causa di cui il ragno si sente la sua preda.

«non Abbiamo trovato alcun significato biologico» in questo скручивающем movimento, dice Buehler. Ma con la combinazione di esperimenti di laboratorio e simulazione molecolare con l'aiuto del computer sono stati in grado di determinare come funziona il meccanismo di torsione. Si scopre, si basa sulla smantellamento di un certo tipo di costruzione di una proteina chiamata la prolina.

La Ricerca di questo meccanismo di fondo ha richiesto una dettagliata simulazione molecolare. «Abbiamo cercato di trovare un meccanismo molecolare che i nostri colleghi hanno scoperto in laboratorio. E abbiamo davvero trovato un potenziale meccanismo, basato sulla prolina». Essi hanno dimostrato che è proprio la struttura della prolina conseguente torsione nella simulazione.

«escavatore dragline web è una fibra proteica. Si compone di due principali proteine, MaSp1 e MaSp2». Prolina, necessario per la reazione di torsione, trovato in MaSp2, e quando le molecole di acqua interagiscono con lui, essi distruggono i legami idrogeno in modo asimmetrico, che provoca la torsione. La rotazione avviene solo in una direzione e con umidità relativa del 70%.

«la Proteina è dotato di simmetria di rotazione», dice Buehler. E grazie alla sua forza di torsione, rende possibile «una nuova classe di materiali». Forse, riuscirà a riprodurre in materiale sintetico e creare un nuovo materiale polimerico, che continuava a ripetere questo comportamento.

«la capacità Unica di seta esposto суперсжатию e di esercitare rotazione comportamento in risposta al trigger esterni come l'umidità, può essere utilizzato per lo sviluppo di materiali sensibili sulla base di seta, che sarà possibile regolare con precisione su scala nanometrica. Potenziali campi di applicazione sono molteplici: dal robot morbidi e sensori di umidità fino intelligenti dei tessuti e dei generatori di energia pulita».

Forse è così che altri materiali naturali hanno questa proprietà, ma loro non hanno ancora scoperto. E quale applicazione si vede? Dì .