Muscoli artificiali fatti di polimeri oggi possono essere alimentati da glucosio ed ossigeno, proprio come i muscoli biologici. Questo nuovo avanzamento può essere un passo decisivo verso innesti di muscoli artificiali nel corpo umano o robot alimentati a biomolecole.
Alla Linköping University, in Svezia, il team autore dello studio ha presentato i suoi risultati sulla rivista Advanced Materials.
Il movimento dei nostri muscoli è alimentato da energia rilasciata quando glucosio ed ossigeno sono coinvolti in reazioni biochimiche. Allo stesso modo, attuatori artificiali fatti di polimeri possono convertire energia in movimento. Fino a ieri era possibile solo con l'energia elettrica, perfino per i robot ad aria.
Oggi i ricercatori svedesi hanno mostrato che sarà possibile muovere muscoli artificiali proprio come si muovono quelli umani. Un polimero conduttivo, il polipirrolo, che cambia volume quando attraversato da una corrente elettrica, è l'elemento costitutivo dei nuovi muscoli.
Come funziona?
Il muscolo artificiale, noto come "attuatore polimerico" è fatto a strati. Tre, per la precisione, con due strati di polimero intorno ad una sottile membrana in mezzo. Caricando positivamente uno degli strati, il muscolo si contrae: con una carica negativa invece si espande.
Gli elettroni che causano questo movimento vengono attualmente da batterie pesanti, da caricare di continuo. Il gruppo di scienziati in Svezia ha sfruttato la tecnologia alla base dei bioelettrodi, che convertono energia chimica in energia elettrica con l'aiuto di enzimi.
"Questi enzimi convertono glucosio e ossigeno. È proprio come fa il nostro corpo. Per produrre l'energia necessaria non servono batterie: basta immergere il muscolo nella soluzione".
"Quando abbiamo integrato gli enzimi su entrambi i lati dell'attuatore e lo abbiamo visto muoversi è stato fantastico," dice Jose Martinez, un membro del team di ricerca.
E adesso?
Il prossimo passo sarà controllare le reazioni biochimiche negli enzimi, per rendere il movimento dei muscoli reversibile e ripetibile.
"Il glucosio è disponibile in tutti gli organi del corpo, è la sostanza ideale.
Più avanti potremo adoperare anche altri enzimi per fare in modo che dei microrobot autonomi si alimentino con le sostanze che hanno intorno. Un esempio? Piccoli droidi automatici per monitorare l'acqua di un lago, alimentati dalle sostanze presenti nello stesso lago".
Un mondo di macchine "naturali" che sfruttano le dinamiche della biologia per muoversi. Dei veri e propri biorobot.
