Aalto-yliopiston tutkimusryhmä on onnistunut liikuttamaan tekstiiliperhosen siipiin punottuja keinotekoisia lihaksia valon avulla. Hankkeessa valoa tai tarkemmin infrapunalaseria käytettiin polymeeriaktuaattorien ohjaamiseen.
Polymeerejä muokkaamalla niistä saatiin luotua kierteelle käärittyjä säikeitä eli keinotekoisia lihaksia, jotka reagoivat valoon ja sen tuottamaan lämpöön. Valolla ohjattuna keinotekoiset lihakset saivat lopulta perhosen siivet lepattamaan.
Heinäkuussa Advanced Materials -julkaisussa ilmestyneen tutkimuksen pääkirjoittaja, Aalto-yliopiston väitöskirjatutkija Zahra Madani kertoo, että keinotekoiset lihakset voivat valolla ohjattuna taipua ja liikkua moniin eri suuntiin uskomattomalla nopeudella ja tarkkuudella.
Aiemmista menetelmistä poiketen näiden keinotekoisten lihasten suunta ja liike ei myöskään ole riippuvaista materiaalin luonnollisista ominaisuuksista, vaan niitä voidaan ohjelmoida ja ohjata ulkoisesti valon avulla.
Madani työskentelee osana professori Jaana Vapaavuoren vetämää toiminnallisten materiaalien suunnitteluun erikoistunutta tutkimusryhmää. Myös Vapaavuori kertoo yllättyneensä siitä, miten paljon erilaisia liikekuvioita saatiin aikaiseksi yksinkertaisesti materiaalia ja valoa muuttelemalla.
Materiaalitieteilijöitä, fyysikkoja ja tekstiilisuunnittelijoita yhteen kokoava ryhmä on Madanin mukaan se syy, että keinotekoiset lihakset ylipäätään saatiin valolla liikkeelle: esimerkiksi ilman suunnittelijoita ei säikeitä kenties olisi kääritty kierteiseen muotoonsa.
Tutkimuksen pääasiallisena tarkoituksena oli kehittää niin sanottuja älytekstiilejä, joilla on muitakin toiminnallisuuksia kuin vain suojan antaminen. Ryhmä pyrki kuitenkin samaan aikaan myös etsimään kestäviä ja ympäristöystävällisempiä materiaaleja näiden tulevaisuuden toiminnallisten tekstiilien kehitykseen.
Madanin mukaansa voimme tulevaisuudessa vaikkapa nähdä vaatteita, jotka ulkoillessa sopeutuvat valon tai lämpötilan muutoksiin – esimerkiksi takkeja, jotka kiristyvät, kun on kylmä, ja löystyvät, kun on lämmin. Lisäksi sovelluskohteena voisi tutkijoiden mukaan olla myös lääketiede, sillä materiaaleja voidaan ohjata infrapunasäteilyn eri aallonpituuksilla, jolloin ihon läpi etänä ohjattavat operaatiot olisivat mahdollisia.
Lisää: Artikkeli Advanced Materials: Light-Driven Multidirectional Bending in Artificial Muscles, Advanced Materials -tiedelehdessä (LINKKI) ja tutkijaryhmän sivusto (LINKKI).
Kuva: Kuvan keinollihaksilla varustettu kangasperhonen sekä tutkimusryhmän muuta tutkimusta esitellään Designs for a Cooler Planet -festivaalilla lokakuun 3. päivään asti Otaniemen Marsio-rakennuksessa (LINKKI). Kuvaaja: Bryan Saragosa/Aalto-yliopisto.