Исследование провели представители Корейского института химических технологий (KRICT), Университета Пусан и Техасского университета A&M, опубликовав результаты своей работы в научном журнале Small.
Научное открытие удалось сделать благодаря разработке новой технологии, созданной на основе жидкокристаллических эластомеров (полимерных материалов) с добавлением азобензола – вещества, которое меняет свою структуру под воздействием света. Они сжимаются под действием ультрафиолета и снова расширяются при попадании видимого света.
Такой механизм позволяет обходиться без электричества, нагрева, воздуха или батарей, которые обычно требуются для работы искусственных мышц, отмечают ученые.
«Эксперименты показали, что новая система не только работает под водой, но и обеспечивает значительно более высокую производительность: сила сокращения превышает показатели предыдущих разработок втрое и вдвое превосходит мощность человеческих мышц», – говорится в публикации журнала. Кроме того, такие искусственные мышцы обладают памятью формы – даже после отключения света они сохраняют свое положение, что делает возможным пошаговое программирование движений.
Исследователи уже испытали первые прототипы. Так, роботизированный захват оказался способен поднимать предметы, а мягкий робот-червяк – ползти по трубе.
Система выдержала более 100 циклов без потери эффективности. По словам авторов исследования, это может открыть дорогу к созданию мягких роботов, не нуждающихся в проводах, насосах или батареях. Вместе с тем, они будут способны работать в агрессивных и труднодоступных средах – от подводной разведки до космических миссий и медицинских имплантов.
Коммерциализация технологии запланирована к 2030 году. Однако ученые признают, что пока не знают, как материал поведет себя при длительном воздействии соленой воды и ультрафиолета.
Также планируется найти способ обеспечить стабильную работу в условиях плохой освещенности или в мутной воде.
Ранее ученые нашли ответ на вопрос, почему не стоит запрещать себе есть «вредные» продукты.