Протезы, в которых искусственные мышцы из материала не биологической природы будут управляться малыми токами, вполне могут появиться в ближайшее время. По сообщению сайта Detalimira.com, исследователи из США и Италии уже создали небольшое устройство, которое ведет себя подобно искусственной мышце ― меняет размеры в ответ на электрический импульс. Причем в основе их разработки — популярный ныне наноматериал графен, но не обычный, а гофрированный.
Как известно, графен это плоский лист из атомов углерода. А гофрированный, или смятый (crumpled) графен ― лист, на котором образовались складки. По словам одного из авторов нового исследования, обычно разровнять эти складки уже невозможно. Графен скорее порвется, чем разгладится. Но ученые смогли найти способ обойти это ограничение и, сверх того, научить графен распрямляться при подключении к источнику напряжения.
Такой гофрированный графен наклеили на предварительно растянутую в несколько раз резиновую ленту, а потом отпустили. Лента сжалась, и графеновый слой частично отклеился, причем не одним большим куском, а гармошкой. Если рассматривать такую ленту вдоль, на ней сначала будет участок с приклеенной полосой графена, потом графеновый лист немного отойдет от поверхности резины и сложится в складки, потом опять прикрепится к поверхности — и так до самого конца, причем размер полосок измеряется буквально считанными нанометрами.
Каждая полоска, где графен отклеился от резины, ведет себя как пружина ― при подаче напряжения складки распрямляются и растягивают этот участок. Настоящая мышца, конечно, в ответ на электрический импульс не растягивается, а сокращается, но исследователи и не ставили задачи точно сымитировать работы биологической системы. Мышцы из гофрированного графена, если удастся наладить из производство в промышленных масштабах, тоже найдут себе применение.