Músculos artificiais: Três avanços bem enrolados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/07/2019

Este é o músculo artificial desenvolvida pela primeira equipe.
[Imagem: Kanik et al. - 10.1126/science.aaw2502]

Músculos artificiais enrolados

Não é totalmente incomum que desenvolvimentos em algumas áreas venham em bateladas.

É o que aconteceu agora com o campo dos músculos artificiais: Nada menos do que três avanços independentes foram apresentados ao mesmo tempo, publicados no mesmo dia.

E esta não foi a única coincidência: Embora tecnicamente bem diferentes, os três grupos demonstraram novos designs de músculos artificiais envolvendo torcer e enrolar as fibras para dar-lhes maior força e resistência.

Cada uma das três versões pode ser controlada de uma forma diferente: via calor, eletricidade ou química.

Cada equipe sugere aplicações particulares para seus atuadores, que poderão encontrar usos em dispositivos médicos miniaturizados, microrrobôs e tecidos inteligentes que respondem a mudanças ambientais, entre outras.

Mehmet Kanik e colegas do MIT desenvolveram uma fibra de polímero de duas faces fabricada com uma técnica de desenho iterativo escalonável.

Os músculos artificiais são ativados pelo calor, podem elevar mais de 650 vezes o seu próprio peso e resistir a esticamentos de mais de 1.000%, mantendo-se resilientes após milhares de ciclos de uso.

Esta técnica utiliza vários materiais, incluindo fibras de bambu.
[Imagem: Jiuke Mu et al. - 10.1126/science.aaw2403]

Jiuke Mu e seus colegas - incluindo a brasileira Mônica Jung de Andrade, da Universidade do Texas em Dallas - criaram um tipo de fibra na qual a energia é fornecida por um revestimento eletrotérmico feitos com materiais baratos, incluindo fios comerciais de nylon e bambu.

O poder contrátil dos músculos construídos a partir dessas fibras é 40 vezes maior do que a registrada pelos músculos humanos e nove vezes maior do que a capacidade do músculo eletroquímico de maior potência apresentado anteriormente.

Estes músculos artificiais fazem um trabalho conforme se desenrolam - lenta ou rapidamente.
[Imagem: Yuan et al. - 10.1126/science.aaw3722]

Os músculos artificiais criados por Jinkai Yuan e seus colegas da Universidade de Bordeaux, na França, são autênticos micromotores de alta energia, compostos por fibras de nanocompósitos com memória de forma.

Esses materiais, já amplamente usados em músculos artificiais e materiais inteligentes, foram torcidos para armazenar mais energia, que pode ser liberada sob demanda após uma pequena mudança de temperatura.

Bibliografia:

Artigo: Strain-programmable fiber-based artificial muscle
Autores: Mehmet Kanik, Sirma Orguc, Georgios Varnavides, Jinwoo Kim, Thomas Benavides, Dani Gonzalez, Timothy Akintilo, C. Cem Tasan, Anantha P. Chandrakasan, Yoel Fink, Polina Anikeeva
Revista: Science
Vol.: 365, Issue 6449, pp. 145-150
DOI: 10.1126/science.aaw2502

Artigo: Sheath-run artificial muscles
Autores: Jiuke Mu, Mônica Jung de Andrade, Shaoli Fang, Xuemin Wang, Enlai Gao, Na Li, Shi Hyeong Kim, Hongzhi Wang, Chengyi Hou, Qinghong Zhang, Meifang Zhu, Dong Qian, Hongbing Lu, Dharshika Kongahage, Sepehr Talebian, Javad Foroughi, Geoffrey Spinks, Hyun Kim, Taylor H. Ware, Hyeon Jun Sim, Dong Yeop Lee, Yongwoo Jang, Seon Jeong Kim, Ray H. Baughman
Revista: Science
Vol.: 365, Issue 6449, pp. 150-155
DOI: 10.1126/science.aaw2403

Artigo: Shape memory nanocomposite fibers for untethered high-energy microengines
Autores: Jinkai Yuan, Wilfrid Neri, Cécile Zakri, Pascal Merzeau, Karl Kratz, Andreas Lendlein, Philippe Poulin
Revista: Science
Vol.: 365, Issue 6449, pp. 155-158
DOI: 10.1126/science.aaw3722

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