23948sdkhjf

De driver konstgjorda muskler med socker

| Av Lisa von Garrelts | MedTech Magazine | Tipsa redaktionen

Artificiella muskler av polymermaterial kan nu drivas med energi från glukos och syre på liknande sätt som biologiska muskler. Detta kan vara ett steg mot implanterbara konstgjorda muskler i framtiden.

Rörelserna i våra muskler drivs av energi som frigörs när glukos och syre omvandlas genom biokemiska reaktioner. På liknande sätt kan tillverkade aktuatorer omvandla energi till rörelse, men energin kommer då från andra energikällor, som elektricitet. Forskare vid Linköpings universitet vill utveckla konstgjorda muskler som fungerar mer som biologiska muskler. Nu har de demonstrerat principen med konstgjorda muskler som drivs av samma glukos och syre som våra kroppar använder.

Forskarna har använt ett elektroaktivt polymermaterial, polypyrrol, som ändrar volym när det tar emot eller lämnar ifrån sig elektroner. Den konstgjorda muskeln, eller polymeraktuatorn, består av tre lager: ett tunt membran i mitten och ett lager av elektroaktivt polymermaterial på varsin sida om membranet. Konstruktionen har använts inom fältet i många år. Den bygger på att materialet på ena sidan av membranet lämnar ifrån sig elektroner och joner vilket gör att det krymper. Samtidigt blir materialet på andra sidan negativt laddat av att ta emot elektroner och joner, vilket får materialet att expandera. Volymförändringarna får aktuatorn att böjas åt ena hållet, på liknande sätt som en muskel som drar ihop sig.

Tillförseln av elektroner som driver rörelsen i artificiella muskler kommer i vanliga fall från en yttre källa, som ett batteri. Batterier har flera uppenbara nackdelar. De är ofta tunga och behöver laddas regelbundet. Forskarna bakom studien drog i stället nytta av teknologin bakom bioelektroder, som kan omvandla kemisk energi till elektrisk energi med hjälp av enzymer. De har använt enzymer som finns i naturen och integrerat dem i polymermaterialet.

– Enzymerna omvandlar glukos och syre, på samma sätt som i kroppen, och frigör de elektroner som behövs för att driva rörelsen i den konstgjorda muskeln av elektroaktivt polymermaterial. Det behövs ingen spänningskälla, utan det räcker att doppa ner aktuatorn i vatten med glukos i, säger Edwin Jager i ett pressmeddelande. Han är universitetslektor vid Sensor- och aktuatorsystem, institutionen för fysik, kemi, och biologi vid Linköpings universitet och har lett studien tillsammans med professor emeritus Anthony Turner.

Liksom i riktiga muskler sker en direkt omvandling av glukos till rörelse i den konstgjorda muskeln.

– När vi hade integrerat enzymerna på båda sidor av aktuatorn och den faktiskt rörde sig – det var häftigt att se, säger Jose Martinez, en av forskarna.

Nästa steg är att forskarna vill kunna styra de biokemiska reaktionerna i enzymerna, så att rörelsen också kan gå åt andra hållet och böja tillbaka ”muskeln”. De har redan demonstrerat att rörelsen är reversibel, men endast genom ett litet trick. Nu vill de göra det ännu mer likt en riktig muskel. Forskarna vill även testa konceptet i fler olika aktuatorer, som ”textila muskler” och tillämpa det i mikrorobotik.

– Glukos finns i kroppens alla organ och är en kul första start. Man skulle också kunna byta till andra enzymer, så att aktuatorn kan användas till exempelvis självgående mikrorobotar för miljömätningar i sjöar. Utvecklingen som vi demonstrerar här gör det möjligt att driva auktuatorer med energi från ämnen som finns naturligt i omgivningen, säger Edwin Jager.

Utvecklingen kan vara ett steg mot möjliga framtida implanterbara konstgjorda muskler eller självgående mikrorobotar som kan drivas av biomolekyler i omgivningen. Studien presenteras i den ansedda tidskriften Advanced Materials.

Håll dig uppdaterad med Nordiske Medier Newsroom
Kommentarer (0)
Startsidan just nu

Studenter reser klimatsmart

Framtidens resenärer, studenterna, reser mer klimatsmart än svensken i allmänhet – och överraskar när det gäller favoritkändis att helst resa tillsammans med.

Plus

Gunnar Schön: "Nyfiken på fler företagsköp"

Sommarens skräll i bussbranschen är utan jämförelse att Transdev tar över A Björks AB - Konkurrensverket gav grönt ljus till affären som parterna formellt avslutade den 3 september och enligt vd Gunnar Schön kan det mycket väl bli fler företagsköp framöver.

Flaskan som tar mindre plats

Valmet biosatsar i Sundsvall

Svenskt batteripaketprojekt tar fart

Klart med ny vd i Maserfrakt

Nyhetsbrev

Succé för nystartad landskapsutbildning

En nystartad utbildning för landskapsingenjörer vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) i Uppsala har blivit en jättesuccé. De 35 utbildningsplatserna fylldes snabbt med ytterligare 60 sökande på reservplats.

Bruket prisas för fabriksunderhåll med 5G-teknik

Var sjunde skadar sig

Praktikant dog efter arbetsolycka

CBD - rättsutveckling och förutsättningar för industrin

Reglerna kring CBD-produkter är snåriga och det gäller för industrins aktörer att noga följa utvecklingen för att hålla sig uppdaterade kring gällande rätt, skriver Advokatbyrån Calissendorff Swarting.

Plus

Han vill ge pengar till företagen

För den som vill automatisera sin verksamhet är nu rätt tid, för det finns pengar att söka. Vi har besökt konferensen Robotbaserad Automation på Elmia och lyssnat på föredrag om Robotlyftet.

Plus

Nedslag på robotkonferensen

CTEK invigde nya lokaler

Svenska företaget CTEK har invigt sina nya lokaler i Norrköping. Den nya anläggningen investerades till följd av att man förvärvade Chargestorm i fjol.

Allt fler efterlysta maskiner

Natten till i dag stals tre Weidemannlastare i Kungälv, enligt Larmtjänst. Det följer tyvärr en tydligt negativ trend som pekar på att maskinstölderna blir allt fler.

Vädret får skulden för höjdavvikelser

Åtskilliga maskinentreprenörer har haft problem med höjdavvikelser vid GNSS-positionering under den gångna sommaren. Problem har konstaterats med såväl Swepos Nätverks-RTK-tjänst som nätverks-RTK generellt. Det är vädrets fel konstaterar nu Lantmäteriet.

Så tycker branschen om höstbudgeten

Den 18 september släppte regeringen sin ändringsbudget för hösten. En del av punkterna kommer påverka fordonsbranschen och det finns blandade åsikter om dessa punkter bland branschens organisationer.

Stor UH-affär avtalad

Nyligen avslutades en stor upphandling inom området förebyggande underhåll och tillståndskontroll.

Kartläggning visar styrkeområden inom miljöteknikexport

Quinoa-innovatör köps av sminkbolag i USA

Smidig sopskopa med sidoborste

Svevia hoppas på eldrivna sopmaskiner

Svevia har stora förhoppningar men tar det säkra före det osäkra när Sveriges första eldrivna sopsugmaskin ska testas. – Vi kör så hårt vi kan så får vi se vad den klarar av.

Skånsk sug i hårt stål

Rivstart för elektrisk gruvutrustning

Epiroc har fått något av en rivstart för sin nya generation batterielektrisk gruvutrustning. Mindre än ett år efter lanseringen har bolaget vunnit order från bland annat Finland, Australien och Kanada.

1

Missnöjd med budgeten

NCC bygger i Sundsvall

Bästa inkubatorn finns i Umeå

Välförsedd vindkraftpark

Utredning om skatt på engångsartiklar

Eson Pac säljer i Schweiz

Nordlind till Skansen

Sportkläder av återvunnen havsplast vinner pris

Tre bolag blir ett

Intensivt driftuppdrag i södra Stockholm

Stänger övertecknad emission

Dahlsten tar över Transportföretagen

Se alla Företagens egna nyheter

Sänd till en kollega

0.156