.

科学者たちが人間の筋肉よりも強い人工筋肉を作る

By Maya Davis

2022年7月14日 - UCLAと非営利団体SRIインターナショナルの科学者は、人間の筋肉よりも強く、柔軟性があるとする人工筋肉を作るために、強く伸びるポリマーの実験を行っています。

ポリマーは、大きな分子で構成される天然または合成物質で、多くの鉱物や人間が作った物質の構成要素である。今回使用したのは、電気活性ポリマーと呼ばれる、電気を流すと形や大きさが変化する高分子である。電気活性ポリマーは工学界の寵児であり、現在ではロボット魚からワイパーに至るまで、さまざまな技術に利用されている。

UCLAの研究者たちは、電気活性ポリマーの一種である誘電体エラストマーから筋肉の材料を開発し、偽物の筋肉を作るための新しいプロセスを導入しました。

この研究の著者でありUCLA材料科学・工学部教授のQibing Pei博士は、「我々は、この新素材にとても興奮しています」と語っています。"その最大性能において、この人工筋肉は、人間の筋肉よりもずっと強力です。"

このチームの研究結果は、今月のScience誌に掲載されました。

スーパーマッスルを作る

研究者らは、この素材が呼吸時の人間の横隔膜のように伸縮するだけでなく、自分より20倍重い豆粒大の球を投げることができることを実験的に示した。また、この素材を装着した人工筋肉は、天然の筋肉に比べて3〜10倍の柔軟性を持つことがわかったという。

この超人的な筋肉を持つ布を作るために、研究者らは、一般的ではあるが柔軟性に欠けるアクリルベースの材料を用い、紫外線硬化プロセスを用いてより高性能な材料を作製した。その結果、人間の髪の毛ほどの薄さと軽さをもつ35マイクロメートルのフィルムができ、これを最大50回まで重ねて人工筋肉シートを作製したと著者らは説明している。

この人工筋肉は、食物からの化学エネルギーを使って動く人間の筋肉とは異なり、電気エネルギーを消費する。

「これは多くの利点があります」とPeiは言う。「制御が容易で、より高い周波数で活性化・不活性化させることができます。人間の筋肉の場合、一般的に高い周波数では性能が低いのです。"

ハイブリッドヒューマン

研究者らは、この技術の将来性を、医療用インプラントやソフトロボットの分野と見ている。特に、この材料は、ウェアラブルな生体医療技術に「触覚」を追加することができ、健康状態によって笑顔やまばたきができない人の助けになるかもしれないと、Pei氏はUPIに説明しています。

「多くの可能性があると思います」と彼は言います。"この新素材ですが、その意味合いが現実に近づいてきていると思います。"