Kunstspieren van vistuig tillen met gemak zware lasten

Foto Science/AAAS

Kunstspieren van nylon die samentrekken als ze verhit worden en ontspannen als ze gekoeld worden. Dat is de vinding die een internationaal team van ingenieurs onder leiding van Ray Baughman van de University of Texas (Science, 21 februari).

Het lijkt onvoorstelbaar dat een simpel en goedkoop materiaal als visdraad of naaigaren tot gewichtheffen in staat is. Maar bekend is dat de thermoplastische polymeren zoals nylon en polyetheen bij verhitting in de lengterichting van de vezel korter worden terwijl zij juist uitzetten in de breedte.

Door de draadjes op te draaien tot spiralen wordt dat effect enorm versterkt, ontdekten de ingenieurs. Een vislijn van 6,6 nylon die verhit wordt van 20 naar 240 graden Celsius krimpt met 4 procent, maar gedraaid tot een spiraal neemt het lengteverschil toe tot wel 34 procent. Met nog ingewikkelder spiralisaties bereikten ze zelfs een samentrekking van 49 procent. Ter vergelijking: menselijke spiervezels contraheren met maximaal 20 procent.

Daarnaast is de kunstspier ook nog eens honderd maal krachtiger dan gewone spieren. In een experiment tilde het tuig gewichten tot 800 kilo van de grond. Zo lang warmte en koude in de kunstspier afwisselen ( in het lab werd heet en koud stromend water gebruikt) gaat de kunstspier onvermoeibaar door.

De onderzoekers fantaseren al over toepassingen. Mensen zouden met een exoskelet voorzien van kunstspieren veel zwaarder werk aan kunnen en robots kunnen veel lichter worden uitgevoerd. De spiraalvezels zouden ook zo gemaakt kunnen worden dat ze reageren op de omgevingstemperatuur waardoor ramen automatisch openen en sluiten. Van textiel met deze vezels kun je zelfregulerende kleding maken met poriën die opengaan bij warmte.