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Des scientifiques créent un muscle artificiel plus fort que le muscle humain

14 juillet 2022 – Des scientifiques de l’UCLA et de l’organisation à but non lucratif SRI International expérimentent un système solide et extensible polymère pour créer un muscle artificiel qu’ils décrivent comme plus fort et plus flexible que le muscle humain.

Les polymères sont des substances naturelles ou synthétiques composées de grosses molécules et sont des éléments constitutifs de nombreux minéraux et matériaux fabriqués par l’homme. Dans ce cas, les chercheurs ont utilisé des polymères électroactifs, qui sont des polymères qui changer de forme ou de taille lorsqu’il est stimulé par l’électricité. Ils sont devenus les chouchous du monde de l’ingénierie et sont maintenant utilisés dans des technologies allant des poissons robots aux essuie-glaces.

Les chercheurs de l’UCLA ont développé le matériau musculaire à partir d’élastomères diélectriques, un type de polymère électroactif, et ont introduit un nouveau processus de construction de faux muscles qui, espèrent-ils, sera un jour appliqué à la robotique douce et même aux implants humains.

“Nous sommes vraiment enthousiasmés par ce nouveau matériau”, déclare Qibing Pei, PhD, auteur de l’étude et professeur de science et d’ingénierie des matériaux à l’UCLA. “A ses performances maximales, ce muscle artificiel est bien plus puissant qu’un muscle humain.”

Les conclusions de l’équipe ont été publiées ce mois-ci dans La science.

Créer des super-muscles

Lors des tests, les chercheurs ont montré que le matériau pouvait non seulement se dilater et se contracter comme un diaphragme humain pendant la respiration, mais il pouvait également lancer une balle de la taille d’un pois 20 fois plus lourde que lui-même. Et les muscles synthétiques équipés du matériau étaient 3 à 10 fois plus flexibles que les muscles naturels, selon un communiqué de presse sur les résultats.

Pour créer ce tissu musclé surhumain, les chercheurs ont pris un matériau à base d’acrylique commun mais inflexible et ont utilisé un processus de durcissement à la lumière UV pour produire un matériau plus performant. Le résultat est un film de 35 micromètres, aussi fin et léger qu’un cheveu humain, qui est ensuite superposé jusqu’à 50 fois pour créer la feuille musculaire artificielle, expliquent les auteurs.

Le muscle artificiel consomme de l’énergie électrique, contrairement aux muscles humains, qui utilisent l’énergie chimique des aliments pour fonctionner.

“Cela présente de nombreux avantages”, déclare Pei. « C’est plus facile à contrôler et nous pouvons activer et désactiver le matériel à une fréquence plus élevée. Pour les muscles humains, nous avons généralement de faibles performances à haute fréquence.

Humains hybrides

Les chercheurs voient un avenir pour la technologie des implants médicaux et de la robotique douce. Notamment, le matériau peut ajouter un “sens du toucher” aux technologies biomédicales portables et peut aider ceux qui ne peuvent pas sourire ou cligner des yeux en raison de problèmes de santé, a expliqué Pei à UPI.

“Je pense qu’il y a beaucoup de potentiel”, a-t-il déclaré. “C’est ce nouveau matériau, et je pense que l’implication se rapproche de la réalité.”

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