Naše svaly nefungujú, ako sa zdalo

Ak máte vytiahnuť objekt gumový, pretiahol, a ak je komprimovať, potom bude robiť to isté. Aj keď vyššie uvedené produkty môžu byť lepšie vidieť, tieto vlastnosti majú drvivú väčšinu materiálov ...

...Ale nie je všetko: v roku 2012, to bolo konečne uvedomil experimentálne stav materiálu s negatívnym stlačiteľnosti. potom metamateriálových bol prvý byť správať v opačnom smere: stlačený pri namáhaní v ťahu a pretiahnutie pri stlačení. Predstavte si, že zatlačte na vankúši, a zrazu sa zväčší presne v mieste, kde ste tlačí - je, zhruba povedané, je negatívny tuhosti.

Hoci svalové štúdie prebiehajú po dlhú dobu a intenzívne, že majú vlastnosti metamateriály sú ešte nevšimol vedou. (Tu a ďalej ilustrujú Rob Phillips, Wikimedia Commons).

Video: Necítite pracujúce svaly ?! Neprepadajte panike!

Vedci pod vedením Matthieu Karyuelem (Matthieu Caruel) z Ecole Polytechnique v Palaiseau (Francúzsko) publikoval prácu, ktorá môže byť trochu "prepísať" pochopenie metamateriály.

Rozsiahla štúdia ľudského kostrového svalu, zistili, že ich práca je organizovaná nie je, ako sa zdalo. Je známe, že sval chová aktívny v období až 30 ms a asi 1 ms pasívne. Je to oveľa pasívnych segmentov na niekoľko neobvyklých javov, vrátane negatívneho tuhosti, autori hovoria.

Vlastnosť sa zobrazí, ak je maximálna kondenzovaná sval (v tetanic - povedzme, kŕčovitá - state) sa náhle rozšíril, stále menej intenzívne, a keď sa náhle zníži, to sa stáva tesný bez použitia ATP - tradičný "palivo", používané svalového tkaniva pre energie. Ako vedci k záveru, toto správanie je spôsobené skladacie (Skladacie do terciárny štruktúry proteínu) a skladacieho procesu spätného toku, rozširuje s modifikáciami myosin bez obvyklej pre nich štiepenie ATP. Ak je tento sval pracoval hlavne v blízkosti kritického bodu, čo znamená, synchronizované správanie na mikroúrovni.

Správala podobne získané v poslednom roku metamateriály s negatívnou tuhosti, vlastnosti, ktoré sú v dôsledku nie toľko, aby parametre svoje základné zložky ako je organizovaná umelé periodickú štruktúrou. Kladieme dôraz na slovo "umelé": sa predpokladalo, že metamateriály nemohlo dôjsť v prírodných podmienkach, za vytvorenie periodické štruktúry je veľmi ťažké, a vedy o materiáloch človek len nedávno naučil sa s ňou vyrovnať. Teraz sú však inherentné vlastnosti metamateriály boli úplne prírodné materiály - svaly v našom tele.

Pri pokusoch sa zistilo, že okrem pruhovaná svalové napätie a uvoľňuje jeho zložky nie sú tak vieme, "chytrých materiálov" a naraz, ako sa vysokosinhronizirovannoe silu pri relatívne nízkej spotrebe elektrickej energie. Pre tento kolektívne správanie svalových buniek, musí byť nejaký vnútorný architektúre, v ktorom interakcia diaľkové dominujú interakcie na krátke vzdialenosti.

V poriadku nanometrov, francúzsky povedzme interakcie svalovej funkcie, ako je magnetizmus, a kritický bod, v ktorom sa svaly pracujú najlepšie v tomto prípade je priamy analóg feromagnetického Curie.

Myosin a aktínu v ich interakcii môže dočasne zaobísť bez ATP spotreby v závislosti na zaťažení iba u neobvyklého negatívne stlačiteľnosti.

Video: Ako rastie sval?

Tiež bolo experimentálne dokázané, že sval preukázať Samoorganizované kritickosť - vlastnosť vlastné a metamateriály so zápornou tuhosti, ktoré sú stabilizované pomocou adaptívneho regulátora s obmedzenou pamäťou.

Zdá sa, že to znamená, že teoreticky predpovedal metamateriály, a potom je vytvoriť ľudstvo konečne prišiel do bodu, v ktorom konštatoval, že tie isté metamateriály pracovať v ... ľudského svalu.

Všimnite si, že pred tým, než sú nové položky s negatívnym tuhosti ponúkol ako kandidáta na umelé svaly pre robotiku a dokonca aj budúce brnenie - v styku s guličkami v nepriestrelnej veste tohto hypotetického materiálu na odolnosť proti kontaktnému miestu môže byť vyššia, než je vnútorná energia guľky. Vyzerá to, že "umelé", v skutočnosti sa ukázalo byť bionického.