Naše svaly nefungují, jak se zdálo

Máte-li vytáhnout objekt gumový, protáhl, a je-li komprimovat, pak bude dělat totéž. I když výše uvedené produkty mohou být lépe vidět, tyto vlastnosti mají drtivou většinu materiálů ...

...Ale není vše: v roce 2012, to bylo konečně uvědomil experimentálně stav materiálu s negativním stlačitelnosti. pak metamateriálových byl první být chovat v opačném směru: stlačený při namáhání v tahu a protažení při stlačení. Představte si, že zatlačte na polštáři, a najednou se zvětší přesně v místě, kde jste tlačí - je, zhruba řečeno, je negativní tuhosti.

Ačkoli svalové studie probíhají po dlouhou dobu a intenzivně, že mají vlastnosti metamateriály jsou ještě nevšiml vědou. (Zde a dále ilustrují Rob Phillips, Wikimedia Commons).

Video: Necítíte pracující svaly?! Nepropadejte panice!

Vědci pod vedením Matthieu Karyuelem (Matthieu Caruel) z Ecole Polytechnique v Palaiseau (Francie) publikoval práci, která může být poněkud „přepsat“ pochopení metamateriály.

Rozsáhlá studie lidského kosterního svalu, zjistili, že jejich práce je organizována není, jak se zdálo. Je známo, že sval chová aktivní v období až 30 ms a asi 1 ms pasivně. Je to mnohem pasivních segmentů na několik neobvyklých jevů, včetně negativního tuhosti, autoři říkají.

Vlastnost se zobrazí, pokud je maximální kondenzovaná sval (v tetanic - řekněme, křečovitá - state) se náhle rozšířil, stále méně intenzivní, a když se náhle sníží, to se stává těsný bez použití ATP - tradiční „palivo“, používané svalové tkáně pro energie. Jako vědci k závěru, toto chování je způsobeno skládací (Skládací do terciární struktury proteinu) a skládacího procesu zpětného toku, rozšiřuje s modifikacemi myosin bez obvyklé pro ně štěpení ATP. Je-li tento sval pracoval hlavně v blízkosti kritického bodu, což znamená, synchronizované chování na mikroúrovni.

Chovala podobně získané v posledním roce metamateriály s negativní tuhosti, vlastnosti, které jsou v důsledku ne tolik, aby parametry své základní složky jako je organizovaná umělé periodickou strukturou. Klademe důraz na slovo „umělé“: bylo předpokládáno, že metamateriály nemohlo dojít v přírodních podmínkách, za vytvoření periodické struktury je velmi obtížné, a vědy o materiálech člověk teprve nedávno naučil se s ní vyrovnat. Nyní jsou však inherentní vlastnosti metamateriály byly naprosto přírodní materiály - svaly v našem těle.

Při pokusech bylo zjištěno, že kromě pruhovaná svalové napětí a uvolňuje jeho složky nejsou tak víme, „chytrých materiálů“ a najednou, jak se vysokosinhronizirovannoe sílu při relativně nízké spotřebě elektrické energie. Pro tento kolektivní chování svalových buněk, musí být nějaký vnitřní architektuře, ve kterém interakce dálkové dominují interakce na krátké vzdálenosti.

V řádu nanometrů, francouzský řekněme interakce svalové funkce, jako je magnetismus, a kritický bod, ve kterém se svaly pracují nejlépe v tomto případě je přímý analog feromagnetického Curie.

Myosin a aktin v jejich interakci může dočasně obejít bez ATP spotřeby v závislosti na zatížení pouze u neobvyklého negativní stlačitelnosti.

Video: Jak roste sval?

Také bylo experimentálně prokázáno, že sval prokázat Samoorganizované kritičnost - vlastnost vlastní a metamateriály se zápornou tuhosti, které jsou stabilizovány pomocí adaptivního regulátoru s omezenou pamětí.

Zdá se, že to znamená, že teoreticky předpověděl metamateriály, a poté je vytvořit lidstvo konečně přišel do bodu, v němž konstatoval, že tytéž metamateriály pracovat v ... lidského svalu.

Všimněte si, že před tím, než jsou nové položky s negativním tuhosti nabídl jako kandidáta na umělé svaly pro robotiku a dokonce i budoucí brnění - ve styku s kuličkami v neprůstřelné vestě tohoto hypotetického materiálu na odolnost proti kontaktnímu místu může být vyšší, než je vnitřní energie kulky. Vypadá to, že „umělé“, ve skutečnosti se ukázalo být bionické.