Spindelsilke är otroliga saker. Det är ett av de starkaste materialen i världen för sin vikt, och dess potentiella användningsområden är enormt olika, från bygga rustningar till skapa konstgjord hud och hjälpa människor med skador och funktionshinder genom behandling av ryggmärgsskada eller förbättra mikrofoner i hörapparater. Nu har forskare från Massachusetts Institute of Technology (MIT) upptäckt en ny egenskap hos detta märkliga naturmaterial som kan göra det till framtidens robotmuskel.
Teamet fann att spindelsilkefibrer inte bara är mycket motståndskraftiga, utan de har också ett märkligt svar på förändringar i luftfuktighet. När luften runt fibrerna når en viss nivå av relativ luftfuktighet vrider de sig plötsligt och drar ihop sig. Denna sammandragning är tillräckligt stark för att den potentiellt skulle kunna användas som ett ställdon, till exempel för att öppna en ventil.
Rekommenderade videor
Detta testades genom att hänga upp en vikt från en silkessträng och innesluta den i en kammare. När forskarna ökade luftfuktigheten inne i kammaren började vikten rotera. "Det var utanför våra förväntningar," sa Dabiao Liu, docent vid Huazhong University of Science and Technology i Wuhan, Kina, och medlem av forskargruppen i en
Forskarna kallar denna egenskap för superkontraktion. Silket utövar en stark kraft eftersom fibrerna, förutom att de krymper i fuktigheten, också vrider sig för att ge vridkraft. Detta är till skillnad från andra fibrer, antingen naturliga eller konstgjorda, och det verkar vara unikt för spindelsilke.
Konstigt nog är forskare inte säkra på vilken funktion denna vridningsrörelse spelar i den naturliga världen eller vilken nytta den är för spindeln. De har inte funnit någon biologisk betydelse för denna mest säregna egenskap, även om de kan tänka sig många sätt som denna mekanism kan vara användbar för mänsklig teknisk utveckling.
"Det här kan vara mycket intressant för robotvärlden," forskaren professor Markus Buehler, chef för institutionen för civila och civila Environmental Engineering, sade i samma uttalande, och föreslår att det kan användas för att styra vissa typer av sensorer eller kontroll enheter. "Det är väldigt exakt hur du kan kontrollera dessa rörelser genom att kontrollera luftfuktigheten."
Pupa Gilbert, professor i fysik, kemi och materialvetenskap vid University of Wisconsin i Madison, var inte involverad i studie men var lika imponerad av dess potential: "Detta är som ett rep som vrider sig och vrider sig beroende på luftfuktigheten," han sa. "Den molekylära mekanismen som leder till denna enastående prestanda kan utnyttjas för att bygga fuktdrivna mjuka robotar eller smarta tyger."
Resultaten publiceras i tidskriften Vetenskapens framsteg.
Redaktörens rekommendationer
- Genmanipulerade bakterier kan vara nyckeln till massproducerat spindelsilke
Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.
