Bidh luchd-rannsachaidh a’ leasachadh actuators robot bog fèin-slànachaidh

Tha sgioba de luchd-rannsachaidh aig Oilthigh Stàite Penn air fuasgladh a leasachadh mun chaitheamh air actuators robotach bog mar thoradh air gnìomhachd a-rithist: polymer fèin-slànachaidh, biosynthetic stèidhichte air fiaclan fàinne squid. Tha an stuth buannachdail do actuators, ach dh ’fhaodadh e cuideachd a bhith air a chuir an sàs ann an àite sam bith far am faodadh tuill bheaga duilgheadasan adhbhrachadh, leithid deiseachan hazmat.

A rèir na h-aithisg ann an Stuthan nàdair, “Tha easbhaidhean aig stuthan fèin-slànachaidh gnàthach a tha a’ cuingealachadh an cleachdadh practaigeach, leithid neart slànachaidh ìosal agus amannan slànachaidh fada (uairean). 

A’ tarraing brosnachadh bho chreutairean fèin-slànachaidh ann an nàdar, chruthaich an luchd-rannsachaidh pròtanan synthetigeach àrd-neart. Tha iad comasach air fèin-slànachadh milleadh mionaid agus faicsinneach.

Tha Melik Demirel na àrd-ollamh ann an saidheans innleadaireachd agus meacanaig agus na neach-gleidhidh air Cathair Lloyd agus Dorothy Foehr Huch ann an Stuthan Bith-mhimigeach.

“Is e ar n-amas stuthan prògramaichte fèin-slànachaidh a chruthachadh le smachd nach fhacas a-riamh air na feartan corporra aca a’ cleachdadh bith-eòlas synthetigeach, ”thuirt e. 

Armachd Robotic agus Prosthetics

Bidh cuid de dh’ innealan robotach, leithid gàirdeanan robotach agus casan prosthetic, an urra ri joints a tha an-còmhnaidh a’ gluasad. Feumaidh seo stuth bog, agus tha an aon rud fìor airson innealan èadhair agus diofar sheòrsaichean uidheamachd dìon pearsanta. Tha na stuthan sin, agus stuthan sam bith a thèid tro ghluasad ath-aithris leantainneach, ann an cunnart deòir agus sgàinidhean beaga a leasachadh, mu dheireadh a 'briseadh. Le bhith a’ cleachdadh stuth fèin-slànachaidh, faodar na deòir bheaga sin a chàradh gu sgiobalta mus tèid droch mhilleadh sam bith a dhèanamh. 

Bidh DNA Tandem ag ath-aithris

Chruthaich an sgioba de luchd-rannsachaidh am polymer fèin-slànachaidh le bhith a’ cleachdadh sreath de ath-chraolaidhean tandem DNA anns an robh amino-aigéid air an dèanamh le dùblachadh gine. Gu tric is e sreath ghoirid de mholacilean a th’ ann an ath-chraolaidhean tandem a dh’ fhaodas iad fhèin ath-aithris grunn thursan. 

Tha Abdon Pena-Francelsch na phrìomh ùghdar a’ phàipeir agus na oileanach dotaireil ann an obair-lann Demirel.

“Bha e comasach dhuinn ùine slànachaidh àbhaisteach 24-uair a lughdachadh gu aon diog gus an urrainn dha na h-innealan-fuadain bog againn stèidhichte air pròtain iad fhèin a chàradh sa bhad," thuirt Abdon Pena-Francelsch. “Ann an nàdar, bheir fèin-slànachadh ùine mhòr. San t-seagh seo, tha an teicneòlas againn a’ dol thairis air nàdar. ”

A rèir Demirel, faodaidh am polymer fèin-slànachaidh e fhèin a shlànachadh le bhith a’ cleachdadh uisge, teas, agus eadhon solas. 

“Ma ghearras tu am polymer seo na leth, nuair a shlànaicheas e gheibh e air ais 100 sa cheud de a neart," thuirt Demirel.

Tha Metin Sitti na stiùiriche air an Roinn Eòlas Corporra aig Instiute Max Planck for Intelligent Systems, Stuttgart, sa Ghearmailt.

“Tha stuthan bog fèin-chàradh a tha tuigseach gu corporra riatanach airson innealan-fuadain bog agus actuators làidir agus fulangach a thogail a dh’ aithghearr," thuirt Sitti.

B 'urrainn don sgioba am polymer bog a bha a' slànachadh gu luath a chruthachadh le bhith ag atharrachadh an àireamh de ath-chuairtean tandem. Tha e comasach air a neart tùsail a chumail, agus aig an aon àm, bha e comasach dhaibh am polymer 100% bith-ruigsinneach agus 100% ath-chuairteachadh a-steach don aon polymer. 

Polymers stèidhichte air peatrail

“Tha sinn airson cleachdadh polymers stèidhichte air peatroil a lughdachadh airson iomadach adhbhar,” thuirt Demirel. “Gad luath no mall ruithidh sinn a-mach à peatroil agus bidh e cuideachd a’ truailleadh agus ag adhbhrachadh blàthachadh na cruinne. Chan urrainn dhuinn a bhith a’ farpais ris na plastaigean a tha dha-rìribh saor. Is e an aon dòigh air farpais rudeigin a thoirt seachad nach urrainn dha na polymers stèidhichte air peatrail a lìbhrigeadh agus tha fèin-slànachadh a’ toirt seachad an coileanadh a tha a dhìth. ”

A rèir Demirel, tha e comasach mòran de na polymers stèidhichte air petroleum ath-chuairteachadh, ach feumaidh e a bhith ann an rudeigin eadar-dhealaichte. 

Tha na polymers biomimetic comasach air bith-mhilleadh, agus bidh searbhagan mar fhìon-dhearcan comasach air ath-chuairteachadh gu pùdar a dh’ fhaodar an uairsin a thoirt a-steach don polymer fèin-slànachaidh tùsail. 

Tha Stephanie McElhinny na manaidsear prògram bith-cheimigeachd aig Oifis Rannsachaidh an Airm. 

“Tha an rannsachadh seo a’ soilleireachadh cruth-tìre thogalaichean stuthan a bhios ruigsinneach le bhith a ’dol nas fhaide na pròtanan a tha ann an nàdar a’ cleachdadh dòighean bith-eòlas synthetigeach, thuirt McElhinny. “Tha fèin-slànachadh luath agus àrd-neart nam pròtanan synthetigeach sin a’ nochdadh comas an dòigh-obrach seo gus stuthan ùra a lìbhrigeadh airson tagraidhean Arm san àm ri teachd, leithid uidheamachd dìon pearsanta no innealan-fuadain sùbailte a dh’ fhaodadh gluasad ann an àiteachan cuibhrichte. ”