De flinke trek- en tilkracht dankt het fijne kunstspiertje aan zijn vermogen eenvoudig op te rollen en weer uit te rekken.
Op zoek naar zonnestralen klimmen planten zoals de komkommer zo hoog mogelijk de lucht in. Dat doen ze met speciale draadvormige uitlopers die omhoog reiken en om een hek of tak haken. Eenmaal stevig vast, rollen de uitlopers op en trekken ze de plant naar boven.
MIT-onderzoekers hebben dat slimme mechanisme weten na te bootsen. Het resultaat is fijne, opkrullende vezels die tot 650 keer hun eigen gewicht kunnen trekken. De krachtige spiraaltjes, zo schrijft het team in vakblad Science, zouden onder meer dienst kunnen doen als robotspieren en in protheses.
Lees ook:
Met zijn krullende uitlopers (ranken) klimt een komkommerplanten omhoog richting het zonlicht.
Twee in één
Om de kunstspiertjes zoals de uitlopers van een komkommerplant te laten krullen, combineerden de onderzoekers materialen met verschillende eigenschappen. Zo maakten ze een enkele vezel uit twee polymeren, die met verschillende snelheden uitzetten als ze warm worden.
Het resultaat was een kunstspiertje waarbij zodra de temperatuur omhoog geschroefd wordt, de ene kant – die sneller wil uitzetten –, tegengewerkt wordt door het andere materiaal. Hierdoor krult de vezel op.
Trekkracht
Een temperatuurverschil van één graden Celsius bleek al voldoende voor de vezel om zich strak op te krullen. Zodra de temperatuur weer daalde, vormde het kunstspiertje terug naar zijn oorspronkelijke lengte. Maar liefst 10.000 keer testten de onderzoekers dit krullen en rekken op een enkele vezel; een robuust spiertje dus.
De vezeltjes zouden tot een flinke 650 maal hun eigen gewicht kunnen tillen (zie gifje hieronder). Om die trek- en tilkracht nog verder te vergroten, kunnen net als de spieren in ons lichaam, meerdere vezels gebundeld worden.
Vormen en maten
De spiraalvormende spiertjes zouden in verschillende vormen en maten gemaakt kunnen worden; van een paar micrometer tot een paar millimeter breed en tot wel honderden meters lang. Bovendien, zo stellen de onderzoekers, kunnen ze eenvoudig en in grote hoeveelheden geproduceerd worden.
Bronnen: Science, MIT via EurekAlert!
Beeld: MIT
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!