Os incríveis músculos artificiais de fibra de carbono

Se você estiver em forma e pesar por volta dos 70 quilogramas, a força equivaleria a você erguer 882 toneladas.

Supermúsculos

Será que seus músculos estão afiados o suficiente para levantar algo equivalente ao seu próprio peso?

Pois estes novos músculos artificiais já nasceram sarados: eles levantam nada menos do que 12.600 vezes o seu próprio peso.

Se você estiver em forma e pesar por volta dos 70 quilogramas, isso equivaleria a você erguer 882 toneladas.

Caterina Lamuta, da Universidade de Illinois, nos EUA, criou estes supermúsculos tecendo espirais de fibras de carbono misturadas com o polímero PDMS (polidimetilsiloxano).

Uma estopa de fibras de carbono é inicialmente mergulhada no PDMS diluído com hexano e depois torcida com uma broca simples para criar um fio com uma forma homogênea e um raio constante. Após a cura do PDMS, o fio compósito reto é torcido até que fique totalmente enrolado.

As fibras de carbono em formato helicoidal viram músculos artificiais acionados eletricamente. [Imagem: Sameh Tawfick/Illinois]

Músculos elétricos


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Além da capacidade inédita de sustentação de peso, esses músculos artificiais suportam até 60 MPa de estresse mecânico, suportando golpes de tração superiores a 25% e um trabalho específico de até 758 J/kg (joules por quilograma). Isto é 18 vezes mais do que o trabalho específico que nossos músculos biológicos são capazes de produzir.

Quando ativados eletricamente, os músculos artificiais apresentam excelente desempenho sem exigir uma tensão alta demais - um feixe de músculos artificiais de 0,4 mm de diâmetro levantou meio galão de água a 3,5 centímetros de altura com apenas 0,172 V/cm.

"A gama de aplicações desses músculos artificiais leves e de baixo custo é realmente ampla e envolve diferentes campos, como robótica, próteses, órteses e dispositivos de assistência humana.

"O modelo matemático que propusemos é uma ferramenta de design útil para configurar o desempenho dos músculos artificiais de forma helicoidal de acordo com as diferentes aplicações. Além disso, o modelo fornece uma compreensão clara de todos os parâmetros que desempenham um papel importante no mecanismo de atuação, e isso incentiva futuros trabalhos de pesquisa para o desenvolvimento de novas tipologias de músculos enrolados reforçados com fibra com propriedades aprimoradas," detalhou Lamuta.




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