Músculos artificiais quase naturais
Músculos artificiais feitos de
polímeros agora podem ser alimentados pela energia da glicose e oxigênio, assim
como os músculos biológicos.
Esse avanço pode ser um passo no
caminho para a implantação de músculos artificiais em seres humanos ou na
construção de microrrobôs autônomos alimentados por biomoléculas que ele
encontrar no ambiente.
Fariba Mazar e seus colegas da
Universidade Linkoping, na Suécia, usaram um polímero eletroativo, o polipirrol, que tem seu
volume alterado quando uma corrente elétrica o atravessa. O músculo artificial,
ou "atuador polimérico", consiste de três camadas: uma fina membrana
entre duas camadas de polímero eletroativo.
Esse projeto tem sido usado na área
dos músculos artificiais há
anos. Ele funciona conforme o material de um lado da membrana absorve uma carga
elétrica positiva e libera íons, fazendo com que ele encolha. Ao mesmo tempo, o
material do outro lado absorve uma carga elétrica negativa e acumula íons, o
que faz com que o material se expanda. As mudanças no volume fazem com que o
atuador dobre em uma direção, da mesma forma que um músculo se contrai.
Os elétrons que induzem o movimento
normalmente vêm de uma fonte externa, como uma bateria. Em vez disso, Mazar
usou a mesma técnica por trás dos bioeletrodos, que podem converter energia
química em energia elétrica com a ajuda de enzimas. Para isso, o pesquisador
integrou no polímero enzimas de ocorrência natural - glucose oxidase e lacase.
"Essas enzimas convertem glicose
e oxigênio, da mesma forma que no corpo [humano], para produzir os elétrons
necessários para alimentar o movimento em um músculo artificial feito de um
polímero eletroativo. Nenhuma fonte de tensão é necessária: basta simplesmente
mergulhar o atuador em uma solução de glicose na água," explicou o
professor Edwin Jager, cuja equipe recentemente incorporou músculos artificiais em
tecidos para fabricar exoesqueletos de vestir.
Assim como nos músculos biológicos, a
glicose é diretamente convertida em movimento nos músculos artificiais.
O próximo passo será controlar as
reações bioquímicas nas enzimas, de modo que o movimento possa ser reversível
por muitos ciclos, algo que ainda não foi conseguido.
Bibliografia:
Artigo: Artificial muscles
powered by glucose
Autores: Fariba Mashayekhi Mazar, Jose G. Martinez, Manav Tyagi, Mahdi Alijanianzadeh, Anthony P.F. Turner, Edwin W. H. Jager
Revista: Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.201901677
Autores: Fariba Mashayekhi Mazar, Jose G. Martinez, Manav Tyagi, Mahdi Alijanianzadeh, Anthony P.F. Turner, Edwin W. H. Jager
Revista: Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.201901677
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