Músculos artificiais de madeira. A grande inovação científica! Pesquisadores suecos protagonizam um capítulo fascinante ao apresentarem uma notável revolução na robótica mole.
Em uma expressiva fusão de engenharia biomimética, materiais avançados e controle eletrônico preciso, esses visionários criaram músculos artificiais feitos de uma intrincada combinação de nanofibras de celulose e nanotubos de carbono.
Portanto, este feito promissor não apenas sinaliza avanços na robótica, mas também antecipa aplicações médicas e biomédicas inovadoras.
Neste artigo, mergulharemos nos detalhes deste feito extraordinário, explorando suas origens, composição única e promissoras implicações para o futuro da tecnologia e da medicina.
Composição Inovadora: Celulose e Nanotubos de Carbono
O material em questão é um hidrogel composto por nanofibras de celulose e uma pitada de nanotubos de carbono. Assim, esses nanotubos atuam como condutores elétricos, permitindo a transmissão de pulsos elétricos que controlam o movimento do músculo artificial.
Mecanismo de Funcionamento Único: Pulsos Eletroquímicos e Movimento da Água
Ao contrário dos músculos robóticos tradicionais, que utilizam ar ou líquidos pressurizados para expandir, esses hidrogéis incham devido ao movimento da água em seu interior.
Esse movimento é impulsionado por pulsos eletroquímicos, permitindo que os músculos artificiais expandam, contraiam ou mudem de forma sob demanda, controlados por pulsos elétricos de baixa voltagem(cerca de 1 volt).
Força e Resistência Inspiradas na Natureza
A força e resistência do material são derivadas da orientação das nanofibras, semelhante à estrutura das fibras da madeira.
Sua robustez é evidenciada pelo fato de uma pequena porção, ao ser acionada eletricamente, foi capaz de quebrar um tijolo ao esticá-lo longitudinalmente.
Atuadores eletroquímicos osmóticos: Controlando o Aumento Volumétrico Eletronicamente
Os nanotubos de carbono contribuem para controlar eletronicamente o aumento volumétrico do hidrogel, conferindo ao material a capacidade de atuar como atuadores eletroquímicos osmóticos.
Em outras palavras isso possibilita o controle preciso do movimento do músculo artificial.
Potenciais Aplicações Médicas: Membranas Eletroajustáveis
Além de sua aplicação em robótica, esse músculo artificial apresenta um aumento significativo em sua porosidade quando inflado.
Por meio do controle elétrico, a porosidade sofre um aumento em até 400%, tornando esses hidrogéis ideais para a fabricação de membranas eletroajustáveis.
Portanto, o uso dessas membranas podem separar ou distribuir moléculas ou medicamentos in situ, abrindo caminho para aplicações médicas inovadoras.
Limitações Atuais e Perspectivas Futuras
Embora promissor, o uso atual do material parece estar limitado a dispositivos menores, como válvulas ou interruptores em microfluídica e biochips.
Os pesquisadores reconhecem que as folhas finas atuais podem restringir sua aplicação como músculos artificiais em robôs de grande porte.
No entanto, o desenvolvimento contínuo pode superar essas limitações, abrindo portas para avanços ainda mais impressionantes no campo da robótica e biomédica.
Conclusão
Em resumo, pesquisadores suecos desenvolveram músculos artificiais de madeira feitos de uma mistura inovadora de nanofibras de celulose e nanotubos de carbono, proporcionando uma abordagem única na robótica mole.
Desse modo, esses hidrogéis controlados eletronicamente expandem, contraem e mudam de forma, impulsionados por pulsos eletroquímicos de baixa voltagem.
Inspirados na força da madeira, esses músculos artificiais apresentam resistência notável, capazes até mesmo de quebrar tijolos.
Além disso, sua porosidade ajustável oferece potenciais aplicações médicas, como a fabricação de membranas eletroajustáveis para separação de moléculas.
Apesar das atuais limitações em dispositivos menores, o contínuo desenvolvimento pode expandir seu alcance no campo da robótica e biomédica.
Agradeço sinceramente a todos os leitores por dedicarem seu tempo a explorar este fascinante avanço científico. Assim, seu interesse e apoio são essenciais para a divulgação e compreensão de inovações que moldam nosso futuro.
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Muito obrigado e continuem conosco!
Bibliografia:
Artigo: Electrochemically Controlled Hydrogels with Electrotunable Permeability and Uniaxial Actuation
Autores: Tobias Benselfelt, Jyoti Shakya, Philipp Rothemund, Stefan B. Lindstrom, Andrew Piper, Thomas E. Winkler, Alireza Hajian, Lars Wagberg, Christoph Keplinger, Mahiar Max Hamedi
Revista: Advanced Materials
Vol.: 2303255
DOI: 10.1002/adma.202303255
