Mettere "calzini" su muscoli artificiali realizzati con materiali poco costosi li aiuta a produrre 40 volte più flessibilità del muscolo umano, un progetto di ricerca globale ha trovato, con ricercatori dell'Università di Wollongong (UOW) presso l'ARC Center of Excellence for Electromaterials Science (ACES).

I ricercatori UOW di ACES si sono uniti a partner internazionali degli Stati Uniti, Cina e Corea del Sud per sviluppare muscoli artificiali a guaina (SRAM), che possono essere utilizzati per creare materiali e tessuti intelligenti che reagiscono percependo l'ambiente che li circonda.

Si basa sul lavoro degli ultimi 15 anni dei ricercatori dell'UOW e dei loro colleghi internazionali che hanno inventato diversi tipi di potenti muscoli artificiali che utilizzano materiali che vanno dai nanotubi di carbonio ad alta tecnologia (CNT) alla normale lenza.

L'ultima versione dei muscoli presenta una guaina attorno a un filo arrotolato o ritorto, che si contrae (o "attiva") quando riscaldato, e torna allo stato iniziale una volta raffreddato. La guaina esterna è come un calzino aderente e assorbe l'energia per guidare l'attivazione del muscolo. I muscoli possono anche funzionare assorbendo l'umidità dall'ambiente circostante.

Le nuove SRAM sono realizzate con comuni fibre naturali e artificiali, come il cotone, seta, lana e nylon, che sono economici e facilmente reperibili.

Il professor Geoffrey Spinks, capo ricercatore capo dell'ACES, ha affermato che il team voleva migliorare il suo precedente lavoro muscolare artificiale, che si basava sull'avvolgimento e la torsione di materiali più sofisticati come il filato di nanotubi di carbonio (CNT).

"Anche se non c'è dubbio che i nanotubi di carbonio creino meravigliosi muscoli artificiali, CNT è anche un prodotto molto costoso. Il nostro ultimo lavoro utilizza poco costoso, filati disponibili in commercio con rivestimento in polimero CNT per la guaina, " disse il professor Spinks.

"In precedenza, stavamo applicando energia a tutto il muscolo, ma solo la parte esterna della fibra era responsabile dell'attuazione. Mettendo una guaina sul muscolo, possiamo concentrare solo quell'energia sulla parte esterna della fibra, e convertire questa energia in ingresso in modo più rapido ed efficiente."

Il ricercatore australiano ARC-DECRA Dr. Javad Foroughi ha spiegato che le possibilità di applicazione delle SRAM sono diverse.

"Quando parliamo di muscoli artificiali, non stiamo parlando solo di una tecnologia in sostituzione dei muscoli del corpo. Questi muscoli offrono alcune interessanti opportunità per le tecnologie in cui i muscoli artificiali si attivano in modo intelligente percependo il loro ambiente, " ha detto il dottor Foroughi.

"Immagina questi muscoli intrecciati in tessuti che regolano il comfort che rinfrescano d'estate e riscaldano d'inverno a seconda della loro esposizione alla temperatura, umidità (come il sudore), e la luce del sole, o come dispositivi intelligenti di rilascio controllato di farmaci per la somministrazione localizzata di farmaci attraverso l'attivazione di valvole che controllano il flusso di liquidi a seconda della loro composizione chimica o temperatura."

Il distinto direttore dell'ACES, il professor Gordon Wallace, ha affermato che questo lavoro è un eccellente esempio dell'importanza della collaborazione globale nella fornitura di servizi efficienti, progressi efficaci e ad alto impatto nella ricerca e nell'innovazione.

"Il successo del lavoro del nostro Centro sui muscoli artificiali è il risultato del fatto che i nostri ricercatori altamente qualificati contribuiscono in modo importante a un team diversificato e multidisciplinare assemblato da tutto il mondo. Costruire questi collegamenti consente la realizzazione di nuove entusiasmanti tecnologie, "Ha detto il professor Wallace.

Questo lavoro è pubblicato sulla rivista Scienza , e include la collaborazione dell'Università di Wollongong, l'Università del Texas a Dallas (USA), Università di Donghua (Cina), e Hanyang University (Corea del Sud).