Fremtidens robotter kan få kunstige muskler ved hjælp af en teknologi afluret fra edderkopper. Sådan lyder det fra et internationalt hold af forskere.
»Mine kolleger og jeg ville undersøge, hvordan fugtighed påvirker den type edderkoppesilke, som vi kalder sikkerhedsliner,« forklarer lektor Dabiao Liu fra Huazhong University of Science and Technology i Wuhan i Kina i en pressemeddelelse udsendt af Massachusetts Institute of Technology, hvor en af de andre forskere har hjemme.
Tidligere forskning har vist, at nogle typer edderkoppesilke trækker sig pludseligt sammen, når den relative luftfugtighed overstiger 70 procent RH. Men da forskerne så højhastighedsvideoen fra et forsøg, hvor de havde hængt en vægt fra en edderkoppetråd, kunne de se, at vægten også drejede rundt.
»Det havde vi ikke forventet. Det chokerede mig virkelig,« siger Liu i pressemeddelelsen.
Udover tråde fra de tre edderkoppearter Nephila pilipes, Nephila edulis og Argiope versicolor testede forskerne menneskehår af den asiatiske type, kevlar og tråde fra en silkesommerfuglelarve. Men det var kun edderkoppernes tråde, der vred sig, når luftfugtigheden steg.
Ved at kombinere forsøgsresultaterne med computermodeller af trådens molekylære opbygning, er forskerne kommet frem til et godt bud på, hvordan tråden kan vride sig.
Det viste sig, at vridningen skyldes den måde en bestemt aminosyre kaldet prolin folder sig på.
»Edderkoppens sikkerhedsline er en proteinfiber. Den består hovedsageligt af to proteiner kaldet MaSp1 og MaSp2,« forklarer Liu i pressemeddelelsen. Prolin findes i MaSp2, og når dette protein kommer i kontakt med vandmolekyler, forstyrer det hydrogenbindingerne på en asymmetrisk måde, som forårsager rotationen. Rotationen går kun i én retning og sker ved omkring 70 procents relativ luftfugtighed.
Forskerne håber nu at kunne udvikle et kunstigt materiale med de samme egenskaber. Ifølge pressemeddelelsen vil et sådant materiale kunne bruges som fugtstyrede aktuatorer i robotter, som fugtsensorer, i smarte tekstiler eller til at høste energi.
