Una nuova teoria proposta da un ricercatore del MIT, il professore Sidney Yip, potrebbe portare ad un nuovo sviluppo dei “muscoli artificiali”. Attualmente, i muscoli robotici sono 100 volte più lenti di quelli umani. Le applicazioni della nuova teoria potrebbero incrementare questa velocità al punto da rendere i muscoli robotici 1.000 volte più veloci dei nostri, con un disegno semplificato e senza un ulteriore fabbisogno energetico. Lo studio è apparso sul numero del 4 novembre delle Physical Review Letters.

“Un muscolo robotico altro non è che un dispositivo che può essere attivato per effettuare un determinato compito come un annaffiatore attivato da una leva di allarme anti-incendio”, spiega Yip, che è professore di ingegneria nucleare e scienza dei materiali.

Negli ultimi anni, gli ingegneri hanno creato muscoli artificiali guidati da dispositivi che sfruttano polimeri congiunti. “I polimeri congiunti sono anche chiamati polimeri conduttori perché possono trasportare una corrente elettrica come i cavi di metallo”, dice Xi Lin, membro del laboratorio di Yip (i polimeri convenzionali cdi gomma e di plastica sono isolanti e non conducono elettricità).

I polimeri congiunti possono dunque attivare un comando tramite cariche elettriche spedite a specifiche locazioni nella catena polimerica nella forma di “solitoni” (onde a densità elettrica). Un solitone è “com un onda oceanica che può viaggiare per lunghe distanze senza mai rompersi”, aggiunge Yip.

Fino ad ora, gli scienziati realizzavano polimeri conduttori attraverso il “doping” dei materiali a cui venivano aggiunti degli ioni per espanderne il volume, il che ne aumentava la forza, ma li rendeva anche più pesanti e più lenti. Lin ha scoperto che non serve dopare i materiali perché è sufficiente una luce di particolare frequenza per attivare il solitone in un polimero conduttore. Eliminando il peso aggiuntivo degli ioni, i polimeri possono piegarsi e flettersi molto più rapidamente. E proprio questa maggiore rapidità di movimento consentirà di raggiungere una alta velocità nell'attivazione del dispositivo.

Per giungere a queste conclusioni, Lin ha dovuto fare i conti con le leggi della meccanica quantistica che governano i polimeri congiunti, a cominciare dall'equazione di Schrödinger, che descrive il comportamento (la sua funzione d'onda) di un singolo elettrone. Questo articolo è stato pubblicato dal periodico “Space Daily”.