Robótica

Músculo artificial levanta 165 vezes seu próprio peso

Músculo artificial levanta 165 vezes seu próprio peso
A equipe agora quer fabricar versões maiores, para levantar pesos-pesados. [Imagem: Muharrem Acerce]

Músculo elétrico

Imagine levantar repetidamente 165 vezes seu próprio peso sem derramar uma gota de suor.

Este músculo artificial em microescala faz isto, e faz de forma simples e a um custo baixo.

As pequenas fitas pesam 1,6 miligrama e levantam 265 miligramas usando um décimo da tensão elétrica existente em uma pilha comum.

Neste experimento inicial, cada fita mede 6 centímetros, tem 0,5 centímetro de largura e apenas 3 micrômetros de espessura.

Além da robótica, esses músculos artificiais estão encontrando um campo crescente de usos na biomedicina, como catéteres que se dobram sob comando para andar pelo corpo sem ferimentos, e na aeronáutica, sobretudo nas asas morfológicas, asas que mudam de formato de acordo com a velocidade do avião.

Atuador eletroquímico

Os músculos artificiais são feitos de dissulfeto de molibdênio (MoS2), um material de ponta na eletrônica, mas que também é utilizado como lubrificante em motores de alto desempenho.

É um material em camadas, como o grafite - formado por folhas de grafeno -, com forte ligação química internamente às camadas, mas com uma ligação fraca entre as camadas. Assim, camadas individuais de MoS2 podem ser facilmente separadas em folhas finas individuais.

As nanofolhas podem ser montadas em pilhas sobre um material flexível apenas deixando que o solvente no qual estão se evapore. Essas pilhas podem então ser usadas como eletrodos - semelhantes aos das baterias - com alta condutividade elétrica para inserir e remover íons.

A inserção e a remoção de íons leva à expansão e à contração das nanofolhas, resultando em força sobre sua superfície. É esta força que desencadeia o movimento - ou a atuação - do material flexível.

"Esta é uma descoberta importante no campo dos atuadores eletroquímicos. O simples re-empilhamento das folhas atômicas finas de MoS2 metálico leva a atuadores que podem suportar estresse e tensões comparáveis ou maiores do que outros materiais atuadores," disse Manish Chhowalla, da Universidade Rutgers, nos EUA.

"O próximo passo é ampliar a escala e tentar fazer atuadores que possam mover coisas maiores," finalizou Chhowalla.

Bibliografia:

Metallic molybdenum disulfide nanosheet-based electrochemical actuators
Muharrem Acerce, E. Koray Akdogan, Manish Chhowalla
Nature
DOI: 10.1038/nature23668




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