人間の筋肉より100倍強い人工「糸の筋肉」

科学者チームは、コイル状に巻いた釣り糸と縫い糸だけを使用して、超強力な人工筋肉を作成する方法を開発しました。

研究者らによると、この繊維筋は同じ長さと体重の人間の筋肉の100倍もの力を持ち上げることができ、単位重量あたりジェットエンジンと同じ出力を生み出すことができるという。

この人工筋肉は、人型ロボットの手足に動力を供給したり、温度を維持するために建物の窓を開閉したり、さらには着用者を涼しくまたは暖かく保つために伸縮する繊維を使用した衣服を作成したりするために使用できる可能性があります。 [バイオミミクリー: 自然からインスピレーションを得た 7 つの賢いテクノロジー]

「シンプルさがこの技術の美しさです」とテキサス大学ダラス校の化学者であり、この研究のリーダーであるレイ・ボーマン氏は述べており、その詳細は本日（2月20日）サイエンス誌に掲載された。 「家族の部屋にいる高校生は、自分で筋肉を作り、それを展開することができます」とボーマン氏は付け加えた。

科学者らは、繊維をさらにねじると、ゴムバンドをねじりすぎると起こるように、コイルが生じることを発見しました。 ねじりと同じ方向にコイルを巻くと、加熱されると収縮し、冷却されると再び拡張する筋肉が作成されます。 対照的に、逆方向にコイルを巻くと、加熱されると筋肉が拡張します。

研究者らは、この繊維筋はアンドロイドや外骨格の筋肉に動力を供給するために使用できる可能性があると述べた。 ロボット筋肉の場合、繊維の収縮は温度変化ではなく電気エネルギーによって引き起こされます。

「現在の人型ロボットや外骨格、義肢は機械的に原始的です」とボーマン氏はライブサイエンスに語った。 これらのロボット部品はモーターや油圧で動作するため、人間の手のような器用さはない、と同氏は述べた。

新しい人工筋肉は、モーターや電気を使わずに、気温に応じて建物の重い窓を開閉するためにも使用できることを研究者らは実証した。

同様に、衣料品デザイナーはとぐろを巻いた筋肉を利用して、着用者を暖かく、または涼しく保つように適応するファッションを作成する可能性があると科学者らは述べた。 コイル状の繊維は気温が上がると単純に膨張し、衣服が呼吸できるようになります。

ボーマン氏は以前にもカーボンナノチューブの糸から人工筋肉を作ったことがあるが、それははるかに高価で、作るのが複雑だった。 対照的に、繊維筋は製造コストが低く、商品化が容易であるとボーマン氏は述べた。

新しい筋肉はその長さの約50パーセントまで収縮するが、カーボンナノチューブは最初の長さの約10パーセントまでしか収縮しないのに比べて、同氏は述べた。

すべての人工筋肉と同様に、糸の筋肉はまだ電気エネルギーを機械エネルギーに効率的に変換できません。 しかし、「私が知る限り、これらのコイル状ポリマー筋肉ほどうまく機能するアプリケーションは他にありません」とボーマン氏は言う。

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