Ученые БФУ в составе исследовательского коллектива создали новый материал, который может подобно мышцам превращать энергию химической реакции в механическое движение. Матриал можно будет использовать для изучения работы мускулатуры (сердца или стенок кишечника) и создания искусственных аналогов мышц. Об этом со ссылкой на Frontiers of Materials Science информирует РИА «Новости».

Мышцы – гибкие, саморегулирующиеся и эластичные приводы, способные изменять свои свойства в процессе работы, что позволяет им создавать плавные, естественные движения. Имитация такой биомеханики труднодостижима для жестких механических систем, но доступна при использовании полимерных хемомеханических материалов.

Вместе с коллегами из Курского государственного университета и Санкт-Петербургского НИИ Фтизиопульмонологии ученые БФУ создали новый гелевый материал, который может вести себя как мышечная ткань. Он расширяется и сжимается при протекании в нем колебательной химической реакции Белоусова-Жаботинского, при этом моделируя сложные ритмичные виды движения (перистальтическое сокращение мышц и автономное биение сердца).

«Периодические изменения геометрии таких гелей возникают в результате возникновения химических колебаний в геле, влияющих на свойства (гидрофильность, плотность физической сшивки) полимерной матрицы геля. Движущей силой изменений выступает периодическая реакция Белоусова-Жаботинского, которая включает в себя сложную серию химических превращений. На основе разработанных гелей в будущем возможно создание устройств для мягкой робототехники, в том числе биомиметических двигателей», – прокомментировал ситуацию старший научный сотрудник Центра прикладной нелинейной динамики БФУ им. И. Канта Илья Мальфанов.

По словам ученого, разработанные гели демонстрируют значения амплитуд хемомеханических колебаний объема около 60%, что вдвое больше, чем для импортных аналогов.

«В нашей системе, при протекании периодической реакции происходит периодическое окисление и восстановления комплекса железа, встроенного в гель, что, в свою очередь, приводит к периодическим расширениям и сжатиям геля. В качестве "топлива" для такой химической "мышцы" выступают малоновая кислота и бромат натрия», – рассказал Мальфанов.

Фото: Pixabay / носит иллюстративный характер