Vedci z Ulsan National Institute of Science and Technology v Južnej Kórei vyvinuli inovatívny magnetický kompozitný umelý sval. V porovnaní s tradičnými umelými svalmi dokáže nový materiál vydržať viac ako 1,{1}}-násobok svojej vlastnej hmotnosti a očakáva sa, že prinesie výkonnejšie robotické ramená robotom, nositeľným zariadeniam atď. Článok bol uverejnený v novom čísle of Nature Communications.
Flexibilné umelé svaly, ktoré napodobňujú plynulý pohyb ľudských svalov, sa stali populárnou technológiou v mnohých oblastiach, ako je robotika, nositeľné zariadenia a biomedicína. Tradičné umelé svaly však často nie sú dostatočne tuhé a majú nežiaduce vibrácie, čo sťažuje zdvíhanie ťažkých predmetov a presné ovládanie.
Na prekonanie tohto úzkeho miesta výskumníci skombinovali feromagnetické častice, ktoré generujú obrovskú magnetickú silu s polymérom s tvarovou pamäťou vyrobeným z multifunkčného tuhého materiálu, aby vytvorili nový mäkký magnetický kompozitný umelý sval s výrazne zlepšenou nosnosťou a elasticitou.
Podľa výskumníkov unikátnou metódou povrchovej úpravy vzniká medzi feromagnetickými časticami a polymérom s tvarovou pamäťou komplexná fyzikálna spleť. Táto synergia nielen zlepšuje mechanické vlastnosti kompozitu, ale umožňuje mu tiež rýchlo reagovať na vonkajšie magnetické polia.
Výsledky testov ukázali, že nové umelé svaly preukázali mimoriadnu prispôsobivosť, s 2700-krát vyššou tuhosťou a viac ako 8-krát vyššou flexibilitou. V tuhých podmienkach dokáže odolať ťahovému namáhaniu až 1,000-násobku svojej vlastnej hmotnosti a 3 690-násobku tlaku.
Na zmiernenie účinkov vonkajších vibrácií vedci použili aj dvojvrstvovú štruktúru, z ktorých jedna bola hydrogélová. Tento dizajn umožňuje presné ovládanie umelých svalov počas rýchlej operácie.
Podľa vedcov mechanické vlastnosti a pružnosť tohto nového umelého svalu prevyšujú existujúce umelé svaly. Pomocou rôznych metód, ako je laserové zahrievanie a magnetické polia, môžu na diaľku ovládať umelé svaly na vykonávanie základných pohybov, ako je predĺženie, kontrakcia, ohyb a krútenie, ako aj zložitejšie pohyby, ako je presná manipulácia s predmetmi.