Per quanto promettente sia stata una tecnologia come i muscoli artificiali, il più delle volte sono ancora un po' troppo artificiali, spesso fatti di plastica, nylon, gomma, nanotubi di carbonio cerosi e simili. Ciò potrebbe renderli adatti per i robot, ma le proteine naturali potrebbero renderli più compatibili per l'uso all'interno del corpo umano.
Per il nuovo studio, i ricercatori dell'Università di Friburgo hanno creato muscoli artificiali che sono interamente "bio-based". Sono fatti di elastina, una proteina naturale che dà ai tessuti come la pelle e i vasi sanguigni la loro elasticità. Da quel punto di partenza, il team ha fatto due variazioni della proteina che rispondono a diversi stimoli: fluttuazioni di temperatura e acidità. Questi sono stati poi combinati in strati per creare un muscolo che si flette in una direzione in risposta a uno stimolo e in una direzione diversa quando viene applicato l'altro stimolo.
Il risultato finale è stato un muscolo artificiale alimentato da solfito di sodio, che poteva essere fatto muovere ritmicamente grazie a una reazione chimica oscillante. Questo processo potrebbe essere avviato impostando la temperatura a 20° C, quindi i cambiamenti nell'equilibrio del pH farebbero ciclizzare il muscolo per contrarsi avanti e indietro. Il ciclo può essere spento di nuovo modificando la temperatura. Questo rende i muscoli abbastanza programmabili cambiando la loro struttura, in modo che i loro movimenti possano essere impostati in una direzione specifica in risposta a un determinato stimolo.
Insieme alle potenziali applicazioni nella robotica morbida o nelle protesi, il team afferma che questo nuovo tipo di muscolo artificiale è biocompatibile, quindi potrebbe essere abbinato a tessuti specifici e utilizzato nel corpo per impianti o medicina ricostruttiva.
"Poiché deriva dalla proteina elastina presente in natura ed è prodotta da noi attraverso mezzi biotecnologici, il nostro materiale è caratterizzato da un'elevata sostenibilità che è rilevante anche per le applicazioni tecniche", ha affermato il dottor Stefan Schiller, autore corrispondente dello studio. "In futuro, il materiale potrebbe essere ulteriormente sviluppato per rispondere ad altri stimoli, come la concentrazione di sale nell'ambiente, e per consumare altre fonti di energia derivate dalla biomassa".