Robótica

Músculos artificiais poderão ser 1.000 vezes mais rápidos que músculos humanos

Músculos artificiais poderão ser 1.000 vezes mais rápidos que músculos humanos
Um sóliton, representado pela bolha com listras vermelhas e azuis, move-se ao longo de uma cadeia polimérica, formada por hidrogênio e carbono. [Imagem: Yip Lab]

Músculos para robôs

Os robôs, sejam grandes e pesados ou miniaturizados, podem potencialmente ir a lugares muito quentes, muito frios, perigosos, pequenos demais ou muito remotos para que as pessoas possam desempenhar tarefas com segurança e conforto.

Mas uma das tecnologias mais promissoras, que poderiam transformar esse potencial em trabalho real, ainda não funciona da maneira esperada. Os músculos artificiais são ainda muito lentos. Os melhores músculos robóticos são 100 vezes mais lentos do que os músculos humanos.

Agora, a equipe do professor Sidney Yip, do MIT, Estados Unidos, propôs uma nova teoria que poderá resolver esse problema.

Além de um projeto mais simples, o novo design promete alcançar velocidades até 1.000 vezes maiores do que os músculos humanos, sem nenhum gasto adicional de energia.

Músculos artificiais de polímeros

Os melhores músculos artificiais têm sido fabricados de polímeros conjugados. "Polímeros conjugados são também chamados de polímeros condutores, devido à sua capacidade de transportar correntes elétricas, da mesma forma que um fio metálico," explica Li Xin, outro membro da equipe.

Esses polímeros especiais podem funcionar em resposta a comandos específicos, bastando para isso que cargas elétricas sejam enviadas a pontos específicos da cadeia polimérica na forma de sólitons - uma forma especial de onda, conhecida como onda solitária.

Os sólitons são portadoras de cargas de altíssima mobilidade, que existem devido à natureza característica do polímero - uma cadeia unidimensional.

O trabalho de Lin procura explicar como esses materiais podem ativar dispositivos. Até agora os cientistas sabiam que os sólitons funcionam, mas não entendiam exatamente como. Essa deficiência de conhecimento obriga-os a produzir seus polímeros por um processo indireto, dopando o material com íons, o que faz aumentar o volume do polímero. É justamente esse aumento de volume que torna os músculos artificiais lentos e pesados, embora aumentem sua resistência.

Ativando sólitons

Lin descobriu que a adição dos íons é desnecessária porque, teoricamente, direcionando uma luz de uma determinada freqüência sobre o polímero condutor, é possível ativar os sólitons. Sem o peso extra dos íons, os polímeros podem se dobrar e flexionar muito mais rapidamente.

Para chegar a essa conclusão, Lin se baseou nos princípios fundamentais da física para entender os mecanismos que governam o funcionamento dos polímeros condutores. Ou seja, ele não utilizou dados experimentais. Seu ponto de partida foi a equação de Schrodinger, um elemento chave da mecânica quântica que descreve como um único elétron se comporta. A partir daí, ele conseguir explicar como uma longa cadeia de elétrons se comporta no polímero.

Agora o trabalho fica com os experimentalistas, cientistas que pegam as teorias e verificam seu funcionamento na prática. É só esperar.





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