Naukowcy od lat starali się zbudować trwałe, tanie syntetyczne mięśnie, ale wciąż zmagali się z dwoma podstawowymi problemami. Opracowane systemy były albo zbyt drogie, aby je produkować masowo – na przykład technologia nanorurek węglowych – albo zbyt delikatne i nietrwałe, aby można było je zastosować poza laboratorium. Przełomu dokonał dopiero zespół z Massachusetts Institute of Technology, który użył… włókna nylonowego.

Sekret technologii naukowców z MIT, opisany w ostatnim wydaniu Advanced Materials, leży w sposobie, w jaki włókna są kształtowane i ogrzewane. Specyficzne właściwości nylonu sprawiają, że kiedy podgrzejemy nici tego materiału, zyskują one znacznie na długości i zwiększą się ich objętość. To czyni nylon doskonałym materiałem do w przypadku ruchu liniowego, choćby podnoszenia ciężaru w górę, jednak uzyskanie nylonu, który reagowałby równie skutecznie na zginanie, nie jest już takie proste.

To jest co prawda możliwe, ale złożoność systemu i koszty są zbyt duże, aby było to opłacalne. Zespół z MIT w sprytny sposób obszedł ten problem. Naukowcy użyli normalnej, nylonowej nici, którą skompresowali zmieniając jej przekrój z owalnego na kwadratowy. Następnie ogrzali tylko jedną ze stron włókna powodując szybsze kurczenie się ścianki. To wystarczyło, aby różnica temperatur zmusiła całą nić do zgięcia. Proste rozwiązania potrafią być genialne.

Źródło ciepła może być różne, poczynając od zjawiska rezystancji elektrycznej po reakcje chemiczne, a nawet lasery. W trakcie testów okazało się, że włókna są wyjątkowo odporne: wytrzymują nawet 100 tysięcy cykli i mogą się odchylać do 17 razy na sekundę. Co to w praktyce oznacza?

Być może trudno sobie wyobrazić obecnie praktyczne efekty odkrycia naukowców z MIT, ale przełom może okazać się przydatny dla szerokiej gamy zastosowań przemysłowych i handlowych. Włókna mogą znaleźć zastosowanie w pojazdach i samochodach, na przykład przekształcając się „w locie”, aby zminimalizować opór powietrza.

Inne zastosowanie to odzież i ubrania, które pod wpływem impulsu elektrycznego dostosowują się do kształtu ciała człowieka. Technologia ta może być nawet użyta w medycynie, na przykład do samoregulujących się zestawów infuzyjnych pomp insulinowych.

W końcu możemy ich użyć do budowy biomimetycznych mięśni robotów. Pamiętacie niezwykły początek anime „Ghost in the Shell” i wyłaniające się z chemicznej zupy, nagie ciało głównej bohaterki filmu? Być może Major Motoko Kusanagi powstanie szybciej, niż nam się wydaje…