Innovazione

I muscoli da Hulk, in fibra di carbonio

Per averli non basterebbe una vita in palestra: sollevano oltre 12 mila volte il loro peso e troveranno vaste applicazioni, dai robot alle protesi.

Per quanto ci si possa allenare, non c'è gara: da tempo i muscoli artificiali hanno superato le prestazioni di quelli che abbiamo ricevuto in dotazione dalla natura. Ora, un gruppo di ingegneri dell'Università dell'Illinois (USA) ne ha sviluppato uno in fibra di carbonio e silicone che è capace di sollevare oltre 12 mila volte il proprio peso, e che in futuro potrebbe essere impiegato per preparare protesi, impianti ortopedici o robot forzuti e flessibili.

La base di partenza. I ricercatori hanno ottenuto questo risultato mentre provavano a perfezionare una precedente versione di super-muscolo, realizzata con fili di nylon ritorti su se stessi, fino a formare una sorta di molla. L'idea era di mantenere la conformazione "attorcigliata" utilizzando un materiale ancora più resistente. Gli scienziati hanno scelto, quindi, la fibra di carbonio (che sopporta bene le sollecitazioni ma è allo stesso tempo leggera) resa più flessibile con l'aggiunta di una specie di silicone.

L'aspetto (ancora poco sexy) del muscolo in fibra di carbonio. © University of Illinois

Oh... issa! Per ottenere la contrazione e far piegare il muscolo si applica una lieve corrente elettrica alle estremità: il silicone si riscalda e spinge verso l'esterno le fibre di carbonio, facendo espandere il diametro del muscolo e accorciandone la lunghezza. Così il peso attaccato viene sollevato. Nei test è bastato uno stimolo contenuto per ottenere prestazioni da supereroe!

Un groviglio di muscolo artificiale di 0,4 mm di spessore ha sollevato un contenitore con 1,8 litri di acqua di 3,6 cm, con una corrente applicata di soli 0,172 volt per cm di lunghezza. Questo significa che è riuscito a issare un peso 12.600 maggiore del proprio, ma non solo: ha sopportato una tensione meccanica di circa 60 Megapascal e prodotto un lavoro specifico (cioè una variazione di energia per unità di peso) 18 volte maggiore di quello prodotto dai muscoli umani.

Chiavi in mano. Il team ha sviluppato, inoltre, un modello matematico che predice come funzionerà il muscolo a seconda dei parametri di partenza: una sorta di "libretto delle istruzioni" per chi volesse utilizzare il nuovo materiale nella robotica, nella preparazione di protesi o dispositivi per assistere nella deambulazione umana.

22 aprile 2018 Elisabetta Intini
Ora in Edicola
Scopri il mondo Focus. Ogni mese in edicola potrai scegliere la rivista che più di appassiona. Focus il magazine di divulgazione scientifica più letto in Italia, Focus Storia per conoscere la storia in modo nuovo ed avvincente e Focus Domande & Risposte per chi ama l'intrattenimento curioso e intelligente.

Focus Storia ci porta indietro al 1914, l'anno fatale che segnò l'inizio della Prima Guerra Mondiale. Attraverso un'analisi dettagliata degli eventi, delle alleanze politiche e degli imperi coloniali, la rivista ricostruisce il contesto storico che portò al conflitto.

Scopriremo le previsioni sbagliate, le ambiguità e il gioco mortale delle alleanze che contribuirono a scatenare la guerra. Un focus sulle forze in campo nel 1914 ci mostrerà l'Europa divisa in due blocchi pronti allo scontro, mentre un'analisi delle conseguenze della pace di Versailles ci spiegherà perché non durò a lungo.

Non mancano le storie affascinanti come quella di Agnès Sorel, amante di Carlo VII, e di Moshe Feldenkrais, inventore dell'omonimo metodo terapeutico. Un viaggio nell'arte ci porterà alla scoperta della Street Art e della Pop Art nel nuovo JMuseo di Jesolo, mentre uno sguardo alla scienza ci farà conoscere le scienziate che non hanno avuto i meritati riconoscimenti.

ABBONATI A 29,90€

Focus si immerge nel Mediterraneo con un dossier speciale: un ecosistema minacciato, ma ricco di biodiversità e aree marine protette cruciali. Scopriremo l'importanza della Posidonia oceanica e le minacce alla salute del mare.

La rivista esplora anche scienza e tecnologia, svelando i segreti dei papiri di Ercolano e portandoci dietro le quinte del supercomputer Leonardo. Un viaggio nell'archeoastronomia e un'inchiesta sul ruolo del tatto nella società umana arricchiscono il numero.

Non mancano approfondimenti sulla salute, con un focus sull'Alzheimer e consigli per migliorare il sonno. La tecnologia è protagonista con uno sguardo al futuro dei gasdotti italiani e alle innovazioni nel campo delle infrastrutture. Infine, uno sguardo all'affascinante mondo dell'upupa.

ABBONATI A 31,90€
Follow us