3D-печать искусственных мышц: учёные создали программируемые искуственные волокна

3D-печать искусственных мышц выходит на новый уровень: исследователи научились программировать движение материалов ещё на этапе печати. Такие структуры способны изгибаться, скручиваться и сжиматься под воздействием температуры.

3D-печать искусственных мышц: учёные создали программируемые искуственные волокна

Учёные из Гарвардский университет и Институт Висса представили технологию, которая приближает мягкую робототехнику к настоящей биологии. Вдохновившись природными структурами вроде виноградных лоз и хоботов слонов, они разработали способ создавать синтетические «мышцы», способные выполнять сложные движения без механической сборки.

Ключом к этому стала новая методика — ротационная многоматериальная 3D-печать. В отличие от классического подхода, где материал укладывается слоями, здесь используется вращающееся сопло, через которое одновременно подаются два типа материалов. Один из них активный — жидкокристаллический эластомер, способный сжиматься при нагревании. Второй остаётся пассивным и задаёт структуру.

Именно взаимодействие этих материалов и создаёт эффект движения. Когда температура повышается, активный компонент начинает сокращаться, преодолевая сопротивление пассивного слоя. В результате нить сама изгибается, скручивается или сворачивается в заранее заданную форму. Причём вся «логика» движения закладывается ещё на этапе печати, без последующей механической обработки.

Особую роль играет внутренняя спиральная структура, формируемая в процессе вращения сопла. От скорости вращения и распределения материалов зависит, как именно будет вести себя нить при активации. Это позволяет точно программировать движение и получать сложные деформации с высокой повторяемостью.

Со временем отдельные волокна стали использоваться как строительные элементы для более сложных конструкций. На их основе уже созданы прототипы термочувствительных фильтров и захватов, способных работать с несколькими объектами одновременно. Поведение таких систем определяется тем, где именно размещён активный материал: снаружи — и структура раскрывается, внутри — и она сжимается.

Следующий шаг — уменьшение размеров. Уже сейчас исследователям удалось получить нити толщиной около 100 микрон, и дальнейшая миниатюризация открывает дорогу к интеграции дополнительных функций, включая проводящие каналы и новые типы материалов.

Потенциал технологии выходит далеко за рамки лаборатории. Программируемые искусственные мышцы могут найти применение в мягкой робототехнике, медицине и системах управления потоками. Особенно интересны сценарии, где требуется точная и адаптивная работа с объектами — от микроманипуляций до биомедицинских устройств нового поколения.

Читайте также

ИИ научили восстанавливать ветхие архивы и старые газеты

ИИ научили восстанавливать ветхие архивы и старые газеты

В ТГУ создали «ферментный конструктор» для программирования вкуса еды

В ТГУ создали «ферментный конструктор» для программирования вкуса еды

Российские ученые создали адаптены – стройматериалы с программируемыми свойствами

Российские ученые создали адаптены – стройматериалы с программируемыми свойствами

В Испании собрали копию легендарного суперкомпьютера Cray-1 из 30 старых Mac mini

В Испании собрали копию легендарного суперкомпьютера Cray-1 из 30 старых Mac mini

Планшет для выращивания человеческих тканей выпустила Mitsui Chemicals

Планшет для выращивания человеческих тканей выпустила Mitsui Chemicals

Французские супермаркеты массово пострадали от хакерской атаки

Французские супермаркеты массово пострадали от хакерской атаки

Российские ученые создали гибкие мемристоры для умной одежды и медицинских имплантатов

Российские ученые создали гибкие мемристоры для умной одежды и медицинских имплантатов

Прозрачная керамика позволит наблюдать за восстановлением тканей

Прозрачная керамика позволит наблюдать за восстановлением тканей

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Хватит ли воды для городов на Луне: ученые подсчитали пределы лунной колонизации

Хватит ли воды для городов на Луне: ученые подсчитали пределы лунной колонизации

Учёные выяснили, что географические полюса Земли неоднократно меняли своё положение

Учёные выяснили, что географические полюса Земли неоднократно меняли своё положение

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Физики МГУ сократили потери света в оптических процессорах

Физики МГУ сократили потери света в оптических процессорах

Квантовая нанофотоника повысила чувствительность биомедицинских микрочипов

Квантовая нанофотоника повысила чувствительность биомедицинских микрочипов