Учёные разработали композит силикона и морской воды, вдохновленный растениями
Благодаря этому открытию люди смогут создавать роботов с конечностями, меняющими жёсткость.
Пусть у растений нет мышечной ткани, но они способны проталкивать жидкость с уровня земли вверх по стеблям или стволам, чтобы обеспечить цветы и листья влагой. Такая способность обусловлена осмосом: когда вода истощается в верхних клетках, она вытягивается из клеток, расположенных снизу через проницаемые мембраны. Ранее попытки имитировать такую активность были в основном сосредоточены на использовании гидрогелей, однако при набухании они страдают от потери жесткости.
Исследователи попробовали другой подход — они поместили капли соленой воды, каждая размерами не больше микрометра, в крошечные капсулы из полидиметилсилоксана для создания искусственной растительной ткани. Этот материал очень популярен и в окружающем нас мире — ведь в зависимости от длины цепи этого полимера, можно получить как изолятор, используемый в электротехнике, так и различные добавки в бытовой химии. Такие «стенки» являются одновременно проницаемыми и растяжимыми.
Полученный аналог действует очень похоже на живые растения — когда опытный образец поместили в резервуар с водой, он достиг определенной степени жесткости и остался в таком положении, что показывает, что проницаемость является однонаправленной, что похоже на растения. При этом степень проницаемости стенок и концентрация соли в воде контролируют конечную прочность искусственной ткани.
Такой «биологический» материал может быть использован в самых разных отраслях — от робототехники до медицины, ведь материалы, способные менять жёсткость, весьма перспективны.
Статья опубликована в журнале CellPress Matter.