Новый материал, способный подобно мышце преобразовывать энергию химической реакции в механическое движение, разработали ученые БФУ в составе междисциплинарной группы. Его способность обратимо сокращаться и растягиваться делает его перспективным для изучения мышечных процессов (например, работы сердца или стенок кишечника) и для создания искусственных мышечных аналогов. Результаты исследования опубликованы в Frontiers of Materials Science. Воспроизведение многих типов движений, характерных для живых тканей (таких как перистальтика или движение ресничек), оказывается сложной задачей для традиционных механизмов. Мышцы — это гибкие, эластичные и саморегулирующиеся приводы, которые в процессе работы меняют свои свойства, обеспечивая естественные и плавные движения. Жесткие механические конструкции редко способны воспроизвести такую биомеханику, тогда как полимерные хемомеханические материалы открывают такие возможности. Исследователи БФУ в сотрудничестве с коллегами из Курского государственного университета и Санкт?Петербургского НИИ фтизиопульмонологии создали новый гелевый материал, демонстрирующий поведение, близкое к мышечной ткани. Он периодически расширяется и сжимается под воздействием автоколебательной химической реакции Белоусова—Жаботинского, воспроизводя сложные ритмичные движения, например автономное биение, подобное сердечному, и перистальтические сокращения. «Периодические изменения формы таких гелей возникают из?за химических колебаний в материале, которые изменяют свойства полимерной сетки геля (гидрофильность, степень физической сшивки). Двигателем этих преобразований служит периодическая Белоусова—Жаботинского реакция, включающая сложную цепь химических превращений. На основе созданных гелей в перспективе можно разрабатывать устройства для мягкой робототехники, в том числе биомиметические приводы», — пояснил старший научный сотрудник Центра прикладной нелинейной динамики БФУ им. Канта Илья Мальфанов. Ваш браузер не поддерживает данный формат видео