Músculo artificial macio produz força 34 vezes maior que seu peso

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/01/2024

O músculo artificial é macio, miniaturizado e consome um mínimo de energia.
[Imagem: Manmatha Mahato et al. - 10.1126/sciadv.adk9752]

Músculo de polímero iônico

Pesquisadores coreanos criaram um músculo artificial que opera com um gasto de energia mínimo e produz uma força 34 vezes maior do que seu peso.

Esses novos músculos artificiais de polímero iônico pertencem a uma classe conhecida como "interruptores de fluido", que controlam o fluxo fazendo com que o fluido vá em uma direção específica para gerar vários movimentos.

Além de macia, dispensando elementos rígidos, a chave - ou válvula - é acionada por uma tensão ultrabaixa e opera em espaços estreitos, tornando-a ideal para aplicações em robótica e sistemas miniaturizados.

"A chave fluídica eletroquímica macia, que opera em potência ultrabaixa, pode abrir muitas possibilidades nas áreas de robôs leves, eletrônica macia e microfluídica baseada no controle de fluidos. De fibras inteligentes a dispositivos biomédicos, esta tecnologia tem potencial para ser imediatamente utilizada em uma variedade de ambientes industriais, já que pode ser facilmente aplicada a sistemas eletrônicos ultrapequenos em nossas vidas diárias," disse o professor IlKwon Oh, do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia do Sul (KAIST).

Os músculos artificiais imitam os músculos humanos e proporcionam movimentos flexíveis e naturais em comparação com os motores tradicionais. Esses atuadores criam movimentos em resposta a estímulos externos, como eletricidade, pressão do ar e mudanças de temperatura, e para utilizar músculos artificiais é importante controlar esses movimentos com precisão e suavidade, o que é o principal trunfo deste sistema de válvulas fluídicas.

Princípio de operação do músculo artificial eletroiônico.
[Imagem: Manmatha Mahato et al. - 10.1126/sciadv.adk9752]

Atuador eletroiônico

As válvulas acionadas por motores não vão bem em espaços limitados devido à sua rigidez e grande tamanho do conjunto. Para resolver esses problemas, a equipe desenvolveu um atuador eletroiônico macio que, usando uma válvula macia, pode controlar o fluxo de fluido e produzir grandes quantidades de força, mesmo em um tubo estreito.

Este músculo artificial é composto por eletrodos metálicos e polímeros iônicos e gera força e movimento em resposta à eletricidade. Uma estrutura orgânica covalente polissulfonada (pS-COF), formada pela combinação de moléculas orgânicas na superfície do eletrodo, gera uma quantidade impressionante de força em relação ao seu peso e à potência ultrabaixa necessária para acioná-la (~0,01V).

Como resultado, um músculo artificial tão fino quanto um fio de cabelo - espessura de 180 micrômetros - produziu uma força 34 vezes maior que seu peso (10 mg) em um movimento suave, sem trancos.

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