Istraživači su uspeli da naprave veštačka mišićna vlakna od gumenog konca, utirući put za ušivanje mišića u bluzu i dajući novu snagu nosiocu.
„Znam da ne izgleda mnogo, ali odgovara onome što naši sopstveni mišići mogu da podignu“, kaže Anne Ladegaard Skov, profesor na DTU Chemical Engineering. Ona pokazuje na malu tanku gumenu žicu sa slovom D na kraju, koja poskakuje gore-dole.
Nakon D slede T i U, a zajedno sa ostatkom postave, potresni univerzitetski inicijali signaliziraju da bi bluza sa super moćima mogla biti nadohvat ruke.
„Gumeni konci su napravljeni od silikonskih elastomera, a mi smo uspeli da ih napravimo u obliku koji podseća na konac za šivenje. Ideja je da ih povežemo u snop tako da kopiramo sopstvenu mišićnu strukturu tela. Zatim možemo da utkamo snop u komad odeću“, objašnjava Skov.
Zajedno sa svojim istraživačkim timom, dizajnirala je silikonsku nit sa šupljinom kroz koju može da prođe provodljiva tečnost. Baš kao kada mozak šalje električni signal mišićima tela da se aktiviraju, istraživači mogu da pošalju struju kroz veštačka mišićna vlakna preko provodne tečnosti i da izazovu njihovo kontrakciju.
Kada se to dogodi, oni mogu da podignu 200 puta više od sopstvene težine. Stoga imaju potencijal da olakšaju život milionima ljudi sa oštećenom funkcijom mišića.
„Naš cilj je da oslabljenim ljudima omogućimo da nose pet dodatnih kilograma, što je otprilike ekvivalentno dopola napunjenoj torbi iz lokalnog supermarketa. To je dosta, a ima još nekih stvari koje treba da rešimo pre nego što dođemo do cilja, “ kaže Skov.
Jedan od glavnih zadataka istraživača je da ojačaju svoj materijal. Sam silikon je previše krhak, zbog čega istraživači žele da naprave mišićna vlakna gde se sintetički silikon kombinuje sa prirodnim proteinima.
„Dodavanjem proteina koji se, na primer, uvijaju oko silikonskog elastomera, veštački mišići još više oponašaju originalnu mišićnu strukturu, a to je važno za snagu“, kaže Skov.
Prvobitno je ideja bila da dodani proteini dolaze iz paukove svile, ali kako je čekanje na materijal bilo dugo, istraživači su počeli da eksperimentišu sa drugim materijalima. Pa zašto ne želatin, pitali su se. I to je bilo dobro pitanje, jer se ispostavilo da je želatin iznenađujuće efikasan.
„Otkrili smo da bismo mogli da nateramo želatin da se ponaša drugačije u zavisnosti od toga kako ga termički obrađujemo. Sada zapravo očekujemo da ćemo uskoro moći da 3D štampamo mišićna vlakna sa želatinom u njima“, kaže Skov, koji ovo otkriće naziva srećnom slučajnošću. Pogotovo imajući u vidu da je želatin praktično besplatan. Međutim, ono što može biti skupa i duga stvar je razvoj dizajna proizvoda koji će na kraju naći svoj put u ormarima potrošača.
„Bilo da tkate ili pletete, koje šablone koristite i sa kojom tkaninom kombinujete mišićne strukture — sve to utiče na to koliko će veštački mišići postati efikasni“, objašnjava Skov.
Tako su knjige o obrascima tkanja i pletenja našle put na njenoj polici, a zajedno sa ostatkom njene istraživačke grupe, kombinovane šare i konstrukcije za šivenje se pomno proučavaju u potrazi za optimalnim dizajnom proizvoda.
„Baš kao i unutar tela, način na koji su mišićne strukture u snopu utiče na to kako se kreću. Pokušavamo da ugradimo ovo znanje u dizajn našeg rešenja. Važno je veštačkim mišićima dati optimalnu slobodu kretanja“, objašnjava Skov.
Sposobnost da se vidi veliko u malom je nedavno obezbedila Skov-ovom timu prvo mesto na kalifornijskoj SPIE Smart Structures NDE konferenciji—najvećoj te vrste u industriji elastomera. Deo priznanja odnosi se na ogromnu društvenu vrednost koju istraživači predviđaju da njihov rad može imati.
„Konačno rešenje vidimo kao ‘odelo za podršku’, pre svega namenjeno starijim ljudima, koji dobijanjem dodatne snage mogu bolje da se nose kod kuće i zahtevaju manje pomoći u kući. Ali takođe vidimo da će rešenje biti u stanju da privuče više žena na radna mesta gde je inače težak fizički rad prepreka“, kaže Skov.
Ona zamišlja da će konačno rešenje biti bluza koja podseća na vlažno odelo ili debelu sportsku košulju. U rukavima, veštački mišići obezbeđuju da se ruke spuste kada uključite napajanje, na primer preko iPhone-a, i da se ponovo podignu kada ga isključite.
Međutim, istraživači ne mogu da kažu koliko će proći pre nego što bluza bude mogla da se kupi u prodavnicama. Isprobavanje novih ideja će verovatno potrajati.
U Skovovoj kancelariji, na primer, postoji torba iz prodavnice zdrave hrane napunjena kolagenom u prahu. Dok većina ljudi verovatno vidi kozmetički proizvod koji može da smanji bore, Skov vidi protein koji ima potencijal da njenom istraživanju da novu snagu.
