Comment créer un muscle avec des oignons dorés

oignons

Oignons ont tellement de couches - et il ya beaucoup qu'ils peuvent nous apprendre. Non seulement ils ne doivent nous faire pleurer plus, une nouvelle idée suggère qu'ils pourraient effectivement nous rendre plus forts. Une équipe en Asie a montré comment la structure spécifique de l'oignon peut être utilisé pour créer un muscle artificiel.

Connaissez vos oignons

Des chercheurs de l'Université nationale de Taiwan ont découvert comment créer des muscles artificiels en utilisant des cellules d'oignons. Bien que les muscles eux-mêmes créés artificiellement ne sont pas nouveaux, à la différence des tentatives précédentes, les prototypes taïwanais sont beaucoup plus polyvalent en ce qu'ils peuvent dilater et se contracter en se penchant. Ceci est un développement important et promet de grandes choses pour les applications futures. Leur création est décrite cette semaine dans la revue Applied Physics Letters.

"Le but initial était de développer une microstructure d'ingénierie dans les muscles artificiels pour augmenter la déformation d'actionnement" - le montant par lequel un muscle peut plier ou étirer - déclaré le chercheur principal Wen-Pin Shih. «Un jour, nous avons constaté que la structure de la cellule de l'oignon et ses dimensions sont similaires à ce que nous avions fait." Les qualités particulières de la structure de l'oignon en font, littéralement, beaucoup plus souple.

Superficiel




La partie importante de l'oignon - l'épiderme - est mince, la peau fragile juste en dessous de la surface. Il se compose d'une couche translucide de cellules "à blocs" qui sont emballés étroitement ensemble dans un agencement en treillis. Cette couche de l'oignon protège l'ampoule contre attention non désirée et les dommages causés par les virus et les champignons. La Le concept de muscle artificiel fabriqué à partir de cellules d'oignon épidermique. Crédit photo: Shih Lab, Université nationale de Taiwan.

similitudes utiles entre les cellules d'oignon et les cellules humaines a longtemps été reconnu et, en raison de la simplicité de leur structure, ils sont souvent utilisés pour initier les élèves à planter la biologie cellulaire. En raison des similitudes entre les cellules épidermiques d'oignon et des cellules épithéliales humaines, Shih et ses collègues pensaient que la recherche dans ce que l'oignon avait à offrir pourrait leur révéler potentiellement utile pour créer un muscle plus polyvalent.

Typiquement, les muscles ont trois façons de base de mouvement: la contraction, extension et de rotation. Ces actions simples - qui sont techniquement connu comme Réponses d'actionnement - Peuvent être combinées pour réaliser des actions plus complexes comme la flexion. À ce jour, Shih dit, muscles artificiels pouvez plier ou à contrat, mais pas en même temps.







Tout d'abord, les scientifiques ont utilisé l'acide pour enlever l'hémicellulose de la onion- cette substance rend les parois cellulaires rigide. Ils ont ensuite revêtues des deux côtés de la couche d'oignon avec de l'or, un métal qui a une très faible résistance à un courant électrique. Lorsque l'électricité a été adoptée par l'oignon maintenant flexible, les cellules pliés et tendus comme un muscle. "Nous avons volontairement fait le haut et le bas électrodes une épaisseur différente de sorte que la rigidité de la cellule devient asymétrique de haut en bas", a déclaré Shih. Cette asymétrie signifiait que l'équipe pourrait exercer un plus grand contrôle sur la réponse du "muscle". Une basse tension a fait prendre de l'expansion et Flex vers le bas, vers la couche inférieure plus épaisse. Une tension plus élevée a provoqué les cellules de se contracter et Flex vers le haut, vers la couche supérieure mince.

Le domaine de la science

Bien que cela ne semble pas annoncer une percée médicale directe en tant que telle - après tout, nous ne parlons pas d'un remplacement pour le muscle humain ici - il a un grand potentiel pour d'autres arènes technologiques. Muscle artificiel a un grand nombre d'utilisations potentielles dans les machines biomimétiques - à savoir ceux qui tentent d'imiter les actions et les fonctions des êtres vivants. La science de la robotique est largement utilisé dans (parmi beaucoup d'autres), les industries de l'aérospatiale, de l'automobile et de divertissement. Peut-être le plus excitant est le potentiel pour une utilisation dans le domaine de l'élaboration de la téléchirurgie où les médecins spécialistes peuvent participer à distance opérations à partir de centaines de miles de là où il est impossible pour eux d'être présents.

Bien que ce soit une première étape en utilisant ce nouveau média, l'équipe de Shih est optimiste quant à l'avenir. Ils espèrent que, avec plus de recherche, ils seront en mesure d'augmenter la puissance de levage de leurs muscles artificiels en affinant l'efficacité de leur système. "Notre prochaine étape est de réduire la tension de commande et la force d'actionnement", a déclaré Shih. "Nous avons constaté que la structure en treillis simple couche peut générer des modes d'actionnement uniques par génie muscle artificiel n'a jamais atteint auparavant», dit Shih. Pour montrer à quel adroit leurs nouveaux muscles peuvent être, qu'ils attachent deux d'entre eux à une paire de pinces à épiler, puis les ont utilisés pour ramasser une boule de coton. Hey, même les scientifiques ont besoin d'un tour du parti.



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