عضله مصنوعی که نیروی آن از گلوکز و اکسیژن تامین می‌شود

ايسنا/ پژوهشگران سوئدي، نوعي عضله مصنوعي ابداع کرده‌اند که نيروي خود را از گلوکز و اکسيژن به دست مي‌آورد. پژوهشگران "دانشگاه لينشوپينگ"(LiU) سوئد، نوعي عضله مصنوعي ابداع کرده‌اند که مانند همتاي واقعي خود، با گلوکز و اکسيژن کار مي‌کند. شايد اين عضله پلاستيکي جديد که از پليمر خاصي ساخته شده، بتواند به ابداع عضلات مصنوعي و ميکروربات‌هايي که مانند اندام زنده، نيروي خود را به دست مي‌آورند، کمک کند. در سال‌هاي اخير، دستاوردهاي بسياري در حوزه اعضاي مصنوعي به دست آمده اما جايگزين کردن عضلات آسيب‌ديده با اعضاي مصنوعي يا تزريق ميکروربات‌هايي که عملکرد پزشک را در بدن دارند، موضوع پيچيده‌اي است. نکته مهم در مورد چنين ابزاري، نحوه تأمين نيروي آنهاست. يکي از روش‌هاي کارآمد، اين است که به جاي به کار بردن فعال‌کننده‌هاي قديمي که نيروي خود را از الکتريسيته به دست مي‌آورند، از فعال‌کننده‌هايي استفاده شود که فرآيندهاي طبيعي بدن را تقليد مي‌کنند تا تأمين نيروي عضله رباتيک، مانند عضله طبيعي صورت بگيرد. پژوهشگران دانشگاه لينشوپينگ براي رسيدن به اين هدف، از عضلاتي استفاده کردند که با نوعي فعال‌کننده پليمر از جنس "پلي‌پيرول" (polypyrrole) ساخته شده‌اند. پلي‌پيرول، نوعي پليمر آلي است که ويژگي‌هاي الکتريسيته ساکن را دارد و در دسته پليمرهاي رساناي الکتريکي قرار مي‌گيرد. اين پليمر، در ابزارها و حسگرهاي الکترونيکي به کار مي‌رود و هنگام قرار گرفتن در معرض جريان الکتريسيته، حجم خود را تغيير مي‌دهد. پژوهشگران براي ساخت عضله مصنوعي، اين پليمر را به صورت دو لايه درآورده‌اند که غشايي بين آنها قرار دارد. هنگامي که جريان الکتريسيته به يکي از لايه‌ها وارد مي‌شود، يون‌هاي داخل پليمر، از آن بيرون مي‌روند و لايه کوچک مي‌شود. در همين حال، لايه ديگر، الکترون‌ها را جذب مي‌کند و گسترش مي‌يابد؛ در نتيجه، کل عضله مي‌تواند مانند يک عضله طبيعي خم شود. اين عضله مصنوعي، شارژ خود را از يک باتري به دست مي‌آورد اما مي‌تواند تأمين نيرو را با استفاده از گلوکز و اکسيژن هم انجام دهد. عضله براي اين کار، غلظت پليمر را با آنزيم‌هايي که واکنش را افزايش مي‌دهند، بالا مي‌برد و مانند يک عضله طبيعي، گلوکز را براي تأمين انرژي مي‌سوزاند. "ادوين جاگر"(Edwin Jager)، پژوهشگر دانشگاه لينشوپينگ و از نويسندگان اين پژوهش گفت: اين آنزيم‌ها، به تبديل گلوکز و اکسيژن کمک مي‌کنند تا نيروي مورد نياز براي حرکت کردن عضله مصنوعي فراهم شود. اين عضله، به هيچ منبع ولتاژي نياز ندارد زيرا تنها کافي است فعال کننده در محلولي از گلوکز و آب غوطه‌ور شود. مرحله بعدي اين پروژه، کنترل و واکنش عضله مصنوعي و بررسي عملکرد آن در چرخه‌هاي تکراري خواهد بود. هدف نهايي پژوهشگران اين است که عضله مصنوعي بتواند عملکرد عضله طبيعي را تقليد کند و در ميکروربات‌ها نيز به کار رود. جاگر افزود: گلوکز، در همه اندام‌هاي بدن وجود دارد و ماده کارآمدي براي آغاز کار است. اين امکان وجود دارد که بتوان گلوکز را به آنزيم‌هاي ديگري تبديل کرد که مي‌توانند فعال‌کننده را براي کار آماده کنند و ميکروربات‌ها را براي جستجو در درياچه‌ها ياري دهند. پيشرفت در اين پروژه، به ما کمک مي‌کند که بتوانيم انرژي فعال‌کننده‌ها را از مواد طبيعي اطراف خود تأمين کنيم. اين پژوهش، در مجله "Advanced Materials" به چاپ رسيده است. ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد