Создание искусственных мышц остается одной из самых сложных задач в инженерии. Обычно такие материалы либо мягкие и эластичные, но слабые, либо прочные и устойчивые, но негибкие. Это ограничивает применение технологии в роботах и других интерфейсах, где требуется и сила, и деликатность движений.

Команда из UNIST сумела преодолеть этот барьер. Учёные создали композитную мышцу, которая становится жесткой при нагрузке и мягкой при сокращении — по сути, умеет «переключаться» между режимами силы и гибкости.

Мышца весит всего 1,25 грамма, но способна поднимать нагрузку до 5 кг — в 4000 раз больше собственного веса. При сокращении она деформируется на 86,4%, что более чем вдвое превышает показатель человеческих мышц. Рабочая плотность (сколько энергии на единицу объема может выработать мышца) достигает 1150 кДж/м³ — в 30 раз выше, чем у человеческих тканей. В разогретом состоянии материал может растягиваться в 12 раз от исходной длины, оставаясь при этом управляемым и устойчивым.

Секрет кроется в двойной полимерной сети, сочетающей прочные ковалентные связи и временные физические взаимодействия, которые активируются температурой. Дополнительно в мышцу внедрены магнитные микрочастицы, что позволяет управлять её движением при помощи внешнего магнитного поля. В лабораторных тестах такая система смогла поднимать и перемещать предметы.

Исследователи отмечают, что технология может найти применение в самых разных областях — от мягких роботов и гибких протезов, которые адаптируются к движениям пользователя, до умных экзоскелетов и медицинских устройств, требующих высокой чувствительности.