تیمی از دانشمندان دانشگاه ملی تایوان، عضله مصنوعی تولید کرده‌اند که می‌تواند بسته به ولتاژ اعمال‌شده به آن، در جهت‌های مختلف منقبض یا منبسط شود.

 هدف اصلی محققان، تولید میکروسازه مهندسی‌شده‌ای در عضله مصنوعی برای افزایش میزان از شکل‌افتادن آن (میزان خم‌شدن یا کش‌آمدن) بود؛ آن‌ها دریافتند ساختار سلولی پیاز و ابعاد آن، به آنچه در جست‌وجویش بودند، شباهت دارد.

پوست بیرونی پیاز (پوست شکننده موجود در زیر سطح پیاز) لایه‌ شفاف و نازکی از سلول‌های قالب‌دار است که در شبکه تنگی آرایش شده‌اند.

دانشمندان حاضر در این تحقیق بر این باور بودند که سلول‌های اپیدرمال پیاز، کاندید مناسبی برای تولید عضله‌ای هستند که بتواند هنگام خم‌شدن، منقبض یا منبسط شود. عضلات مصنوعی کنونی می‌توانند خم شوند یا منقبض شوند، اما این کارها را به طور همزمان انجام نمی‌دهند.

محققان تایوانی از اسید برای حذف‌کردن پروتئین همی‌سلولز (پروتئینی که دیواره‌های سلول‌ها را سخت می‌کند) استفاده کردند و سپس هر دو طرف لایه پیاز را با طلا پوشاندند. زمانی که جریان الکتریکی از درون الکترودهای طلا عبور کرد، سلول‌های پیاز درست مانند یک عضله خم شدند و کش آمدند.

دانشمندان به طور عمد، الکترودهای فوقانی و پایینی با ضخامت مختلف را برای تولید این عضله به کار بردند تا سفتی سلول‌های آن از بالا به پایین یکسان نباشد.

این عدم‌تقارن در سفتی سلول، به تیم علمی امکان کنترل واکنش عضله را می‌داد؛ در نتیجه، اعمال ولتاژ پایین، سلول‌ها را منبسط کرد و آن‌ها به سمت لایه پایینی ضخیم‌تر خم شدند؛ این در حالی بود که اعمال ولتاژ بالا، موجب منقبض‌شدن سلول‌ها و خم‌شدن آن‌ها به سمت بالا شده و بنابراین، لایه فوقانی نازک‌تر شد.

دانشمندان دریافتند این ساختار شبکه تک‌لایه می‌تواند حالت‌های متفاوتی ایجاد کند که عضلات مصنوعی مهندسی‌شده پیشتر، به این ویژگی دست نیافته‌اند.

محققان از ترکیب نیروی دو عضله برای بلندکردن یک توپ کتانی استفاده کردند و اکنون به دنبال افزایش قدرت عضله جدید هستند.

جزئیات این دستاورد علمی در مجله Applied Physics Letters ارائه شده است.