segunda-feira, março 03, 2014

Músculos artificiais superfortes feitos com linha de anzol

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/02/2014
Músculos artificiais superfortes feitos com linha de anzol
Depois que as linhas de pesca são enroladas, elas são amarradas com
linhas de costura: está pronto o supermúsculo
artificial.[Imagem: Science/AAAS]



Músculo artificial de linha de pesca

Com a participação de dois brasileiros, uma equipe internacional
criou músculos artificiais de baixo custo que geram muito mais força do
que músculos humanos das mesmas dimensões.


Eles usaram nada além de linhas de pesca e linhas de costura comum
para criar músculos artificiais que poderão ser usados em dispositivos
médicos, próteses, robôs ou mesmo em tecidos.


"Em termos de força e potência do músculo artificial, verificamos que
ele pode levantar rapidamente pesos 100 vezes maiores do que um músculo
humano do mesmo tamanho, em uma única contração," disse o professor
John Madden, um dos membros da equipe. "Ele também tem uma potência de
saída por peso mais elevada do que um motor de combustão de automóvel."


Na verdade, gerando até 7,1 HPs por quilograma, os músculos
artificiais de linha de anzol têm a mesma potência mecânica por peso que
um motor a jato.


Quando as linhas de anzol, que são feitas de polietileno e nylon, são
simplesmente torcidas, isso as transforma em um "músculo de torção" que
pode acionar um mecanismo a mais de 10.000 rotações por minuto.


Quando são torcidas ainda mais, as fibras se enrolam, formando uma bobina, da mesma forma que acontece com um elástico.

Neste caso, porém, a dica não é deixar a fibra voltar ao seu estado
original simplesmente girando ao reverso, mas costurá-la com linha de
costura comum, para que ela não desenrole, e depois aquecê-la, o que a
transforma em um músculo artificial de movimento linear.


Quando aquecido, o músculo artificial não desenrola, ele encolhe,
espichando-se de novo quando o calor é retirado. Se o enrolamento for
feito no sentido contrário à torção original da fibra de polímero, o
movimento será oposto, expandindo-se quando aquecido.

Músculos artificiais superfortes feitos com linha de anzol
Toda a força dos músculos artificiais foi demonstrada na operação de uma pinça cirúrgica. [Imagem: Seyed Mohammad Mirvakili]

Superfortes

Em comparação com os músculos humanos, que se contraem apenas cerca
de 20% do seu comprimento, os músculos de linha de anzol podem contrair
até 50% do seu comprimento.


Todas essas possibilidades foram demonstradas no controle de uma uma
pinça cirúrgica. O calor é fornecido por um elemento de aquecimento
elétrico, similar a uma resistência de chuveiro.


Torcendo juntas um pacote de linhas de pesca finas, cujo diâmetro
total equivale a 10 vezes o diâmetro de um cabelo humano, produz-se um músculo artificial capaz de levantar 7,2 quilogramas.


Fazendo com que vários músculos operem em paralelo, de forma
semelhante à que os músculos humanos funcionam, uma centena dos músculos
artificiais de linha de pesca podem levantar cerca de 800 quilogramas.


Fazem parte da equipe de desenvolvimento os brasileiros Márcio Lima e
Mônica Jung de Andrade, ambos atualmente no Instituto de Nanotecnologia
da Universidade de Dallas, nos Estados Unidos.


Bibliografia: 
Artificial Muscles from Fishing Line and Sewing Thread
Carter
S. Haines, Márcio D. Lima, Na Li, Geoffrey M. Spinks, Javad Foroughi,
John D. W. Madden, Shi Hyeong Kim, Shaoli Fang, Mônica Jung de Andrade,
Fatma Göktepe, Özer Göktepe, Seyed M. Mirvakili, Sina Naficy, Xavier
Lepró, Jiyoung Oh, Mikhail E. Kozlov, Seon Jeong Kim, Xiuru Xu, Benjamin
J. Swedlove, Gordon G. Wallace, Ray H. Baughman
Science
Vol.: 343 - 868-872
DOI: 10.1126/science.1246906
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