"Muskeln" ausgelöst durch Strom könnte kleine Roboter macht.

Winzige elektrisch aktivierte "Muskeln" eines Tages zu mikroskopisch kleinen Roboter führen könnte, die kleiner als ein Sandkorn, sagen Forscher.

Die Ketten der Teilchen, aus denen sich diese Muskeln könnte auch Elektronik führen, die sich automatisch selbst als gewünscht, Wissenschaftler hinzugefügt neu verkabeln können.

Mikroskopisch kleine Roboter oder Microbots, schwimmen könnte eines Tages im Inneren des Körpers zur Bekämpfung von Krankheiten oder kriechen in Bomben zu entschärfen, unter vielen anderen Anwendungen. "sie könnte zusammenarbeiten und Orte, die nie zuvor möglich gewesen", sagte Co-Studienautor Michael Solomon, Chemie-Ingenieur an der University of Michigan in Ann Arbor. [Die 6 erstellt seltsamsten Roboter jemals]

Diese Roboter zu bauen und macht sie mobil bleiben jedoch zwei große Herausforderungen. "Wenn Sie sich einen Microscale-Roboter in der Zukunft vorstellen, die Möglichkeiten müssten, selbständig zu bewegen und es Kräfte ausüben müsste durch Schieben oder ziehen auf andere Objekte," sagte Solomon.

Nun, Forscher empfehlen Muskeln erstellt von Ketten von mikroskopisch kleinen Partikeln selbst Montage macht Microbots in Zukunft helfen könnte. Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert online-heute (10. November) in der Zeitschrift Nature Materials.

Die Forscher begannen mit kugelförmigen Partikeln besteht aus einer Kombination aus Polystyrol, das Kunststoffmaterial in Styropor verwendet. Sie streckten diese Partikel in einer Maschine, bis sie die Form der Reiskörner über 0,6 µm Breite und 3 Mikrometer lang waren. (Im Vergleich dazu ist die durchschnittliche Breite eines menschlichen Haares etwa 100 µm.)

Die Wissenschaftler beschichtet einseitig jedes Partikels mit Gold. Ein Teilchen mit zwei unterschiedlichen Gesichtern ist bekannt als ein Janus-Teilchen, benannt nach dem Two-faced römischen Gott Janus.

Die vergoldeten Hälften der Janus Teilchen angezogen voneinander in Salzwasser – je mehr Salz in das Wasser, desto stärker die Attraktion. Die ideale Konzentration von Salz war über die Hälfte, die in gefunden das Sportgetränk Powerade, sagte der Forscher.

Auf eigene Faust bildeten die Partikel kurze Ketten überlappende Paare, im Durchschnitt etwa 50 bis 60 Teilchen pro Kette. Jedoch bei wechselnden elektrischen Strom, die Ketten, länglich, scheinbar neue Teilchen auf unbestimmte Zeit hinzufügen.

Von ausdehnt und zusammenzieht, könnte diese Fasern arbeiten wie kleine Muskeln, sagte Studie Co-Autor Sharon Glotzer, rechnerische Physiker und Chemie-Ingenieur an der University of Michigan in Ann Arbor. "Wir haben erweitert und sie viele Male eingefahren", sagte Solomon. "Das Maß an Kontrolle haben wir über die Ketten ist spannend."

"Die Ergebnisse weisen den Weg zu einer neuen Klasse von rekonfigurierbaren Materialien aus Mikrometer Partikeln – Materialien, die zu Morph ausgelöst werden und verformen sich als Reaktion auf Veränderungen im Umfeld oder on-Demand," Glotzer sagte Leben Wissenschaft.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Gold plating und elektrischen Wechselstrom die Ketten um rund 36 Prozent verlängern könnte.

"Die Gold-Gold-Verbindung zwischen Teilchen, die die Ketten stabilisiert ist sehr stark – es wäre sehr schwer, die Ketten auseinander ziehen, wenn sie von der Seite gepackt wurden" Solomon sagte Leben Wissenschaft. "Die Kraft, die erforderlich für die Partikel aneinander vorbei gleiten entlang der Wertschöpfungskette ist jedoch nicht so groß. Feld abwechseln-Strom bietet genügend Kraft für die Partikel aneinander, vorbei gleiten sperrt sie in eine neue, erweiterte Konfiguration."

Obwohl die Kraft entsteht durch die Fasern etwa 1000 Mal schwächer als menschlichen Muskelgewebe pro Flächeneinheit ist, kann es ausreichen, für Microbots. "Der nächste Schritt zu organisieren Gruppen dieser Ketten zu bündeln", sagte Solomon. "Wenn wir die Ketten zu schwärmen zusammen bekommen können, kann man sie Lasten heben, bewegen, Dinge tun, die biologische Muskeln zu tun."

Microbots angetrieben durch Muskeln sind vermutlich noch viele Jahre entfernt, aber in der Zwischenzeit die Janus-Partikel zu Elektronik führen könnte, die sich bei Bedarf neu verkabeln, sagte der Forscher.

"Diese Ketten sind im wesentlichen Drähte, so dass Sie sie in eine Schaltung für rekonfigurierbare Elektronik einbauen könnte," sagte Solomon in einer Erklärung.

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