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

Iveco och Daf i samma Malmöstall

Nordic Truckcenter köper Ivecos verksamhet i Malmö och blir 1 november såväl auktoriserad återförsäljare som serviceverkstad för Ivecos hela modellprogram – från 3,5-tons transportbilar upp till tunga lastbilar.

MAN Lion’s Coach årets turistbuss

MAN Lion’s Coach har utsetts till Coach of the Year 2020 - det offentliggjordes på Europas största bussmässa, Busworld, i Bryssel.

Ingen överprövning för Hybricon

Sista hoppet för Hybricon angående upphandlingen av elbussar till Skellefteåbuss har grusats - detta sedan Kammarrätten avvisat elbusstillverkarens begäran.

CAB day heldag för skadeverkstäder

Onsdagen den 16 oktober anordnade CAB Group en heldag för skadeverkstäder. Eventet ägde rum i Drivelab centers lokaler i Arlandastad och innehöll ett matigt program med information och mingel.

Ledare: Våga lätta på gasen

Busstorget till Bålsta!

Nyhetsbrev

De förstärker Bellmans styrelse

Läkarförbundet anmäler Sverige till EU-kommissionen

– Sveriges läkare har fått nog. Läkarförbundet anmäler Sverige till EU-kommissionen, säger förbundets ordförande Heidi Stensmyren. Det är de dåliga möjligheterna till fortbildning som ligger till grund för anmälan.

19 dog i septembertrafiken

KS först med ny cancerbehandling

Hon tar över den fordonsstrategiska ratten

1

Längsta direktflygningen testas

Lockar med tåg till norrsken

Är vården redo för extrem fetma?

Pappersbaserad tub snart på marknaden

Muggar högklassig råvara

Årslång nolla i Nokians olycksstatistik

I september i år konstaterade företagsledningen på Nokian Heavy Tyres att företaget klarat sig ett helt år utan att det skett en enda arbetsplatsolycka som lett till frånvaro.

Stora Enso lanserar kartongtuben

Däckverkstaden gjorde inte fel enligt Arbetsmiljöverket

Den däckverkstad i Umeå där en praktikant dog tidigare under hösten gjorde inget fel enligt Arbetsmiljöverket, rapporterar Västerbottens-kuriren.

Plats för lek ska lyfta bostadsområde

Hinderbanor, studsmattor, kickbike- och parkourbanor är bara några av de attraktioner som ska locka barn och ungdomar till den jättelika lekplats som ska stå klar till sommaren i Landskrona.

Plus

De skådar in i kristallkulan

Vi har besökt PiiA Summit och spanat in vad som händer i forskningsfronten inom processindustrins arbete med IT och automation.

Ökad materialåtervinning vid kraftvärmeverk

Fritzson lämnar SJ

SJ:s vd Crister Fritzson har sagt upp sig och kommer att lämna SJ under våren 2020 efter åtta år - blir vd för elektronikföretag.

Novemberkåsan rullar in hos Volvo

Häftiga högar, tunnlar och hopp. Det är en del av de svårigheter som kommer att möta deltagarna i Novemberkåsan, precis framför läktaren på Volvo CE:s demofält i Eskilstuna. Ambitionen är att kunna leverera en av de mest underhållande sträckorna i årets tävling.

Genombrott för vit opak PET

Rosling ger namn åt nytt folkhälsocenter i USA

Tunnelbanan tidigareläggs

”Lysande” sa Svevia

1

Krönika: Den här stan är stor nog för oss båda

Studie: Ökad överlevnad vid obotlig bröstcancer

Clemens till Stockholmsmässan

Bredd och spets lockade nya bossen

Varierade emojis

Växtlighet får plats i nytt bostadsområde

Skolbussar i Mullsjö saboterade

Bukfetma farligare för kvinnor än män

Se alla Företagens egna nyheter

Sänd till en kollega

0.167