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)

Mest läst

Startsidan just nu

Jubileum i Jönköping

I topp bland hemvändande bolag

IMCD och Lactips ingår nordiskt samarbete

Ny mässa för transportförpackningar

Positionen stärks ytterligare genom nytt förvärv

Peab köper YIT:s nordiska beläggnings- och ballastverksamhet

Affären innebär att Peab tar över cirka 200 strategiskt placerade täkter samt 63 asfaltverk i Norden.

Nyhetsbrev

BewiSynbra förvärvar danska Eurec

De driver konstgjorda muskler med socker

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.

Återvinningsbar film för MAP-applikationer

Kostnadsbomben - är det fake news?

Kostnadsutvecklingen inom den upphandlade kollektivtrafiken engagerar uppenbarligen - ämnet drog fullt hus när Svensk Kollektivtrafik lyfte frågan i Almedalen.

Ecolean in på den mexikanska marknaden

"Sverige måste bli bättre på sopsortering"

NCC överklagar

NCC förlorade i rätten och ålades att betala nästan 44 miljoner kronor. Nu överklagar företaget.

Ny teknik för råvaruutvinning ur biomaterial

”Läget är allvarligt”

Maskinentreprenörerna tog med sig en av sina hjärtefrågor till Almedalen – kompetensförsörjningen.

Umeåbolag uppköpt av amerikansk jätte

Omröstning om global standard för sexleksaker

Det är nu dags för världen att ta ställning till om det behövs en global standard för sexleksaker. SIS har lämnat världens första standardförslag för design- och säkerhetskrav av sexleksaker till omröstning bland alla medlemsländer.

Almedalsdebatt om egen regi

Under måndagen 1 juli kom Almedalsveckan 2019 igång på allvar med bland annat en paneldebatt om egen regi inom kollektivtrafiken - Anna Grönlund, Sveriges Bussföretag vill ha konkurrens, andra var emot.

Zalando skiftar till återvunnet

Unilever har knäckt koden med svart plast

Transdev vann miljardkontrakt

Nästa år börjar 160 elbussar rulla i Göteborg, Mölndal och Partille – Västtrafiks omfattande upphandling Transdev vann upphandlingen som är värd många miljarder kronor.

Ägg med posten

Smurfit Kappa har tagit fram en äggförpackning för e-handel för en äggproducent i Latinamerika. Med hjälp av sin eSmart-tjänst har Smurfit Kappa hjälpt producenten att ta sig in på e-handelsmarknaden.

Plus

VDL jagar MAN i Tunga Bussligan

Under en osannolikt bra juni gick det allra bäst för MAN som ryckt åt sig ledningen ännu en gång i Tunga Bussligan 2019 - men värsta tokrycket står VDL för som nu närmar sig täten, det visar Bil Swedens statistik.

Svevias nya sydsvenska ballastchef

Ny vd på SwedenBio

NCC bygger i Linköping

E12 byggs ut för 268 miljoner kronor

260 nya lägenheter ska byggas i Barkarbystaden

Hållbarhetsdebatt på Empack

"Svenska företag måste engagera sig"

Ikea utser ny designchef

XMReality i polskt samarbete

Investerar för snabbare falsning

Ny chef för Svevias asfalt

Äldreboende för 265 miljoner kronor

Däcktillverkare tar sikte på Sverige

Se alla Företagens egna nyheter

Sänd till en kollega

0.096