ИСКУССТВЕННАЯ МЫШЦА
— полимерное тело волокнистой или пленочной структуры, получаемое искусственным путем вне живого организма, обладающее свойством обратимого сокращения и удлинения при изменении хим. состава окружающей жидкой среды. Прототипом И. м. явились модельные сократительные волокна, изготовленные сов. биохимиком В. А. Энгельгардтом из белковых экстрактов. Затем синтетическим путем подобные сократительные структуры были получены зарубежными учеными В. Куном и А. Качальским. Пленки и волокна для И. м. изготовляют из некоторых поликислот и полиоснований способом молекулярного сшивания при нагреве или хим. сополимеризации. На основе полиакриловой кислоты и поливинилового спирта получены, напр., пленки, сильно сокращающиеся и удлиняющиеся при изменении pH окружающего раствора. Действие И. м. обусловлено явлением осмоса и молекулярных конформационных переходов, в частности, переходов спираль — клубок. Эти переходы совершаются в изотермических условиях. При этом хим. энергия жидкой среды прямо преобразуется в механическую (без промежуточного преобразования в тепло).
Модель для исследования биологической насосной функции на искусственной мышце.
По мех. показателям И. м. приближается к живой мышце: у нее, как и у живой мышцы, относительное сокращение может достигать 50%, а усилие — до 5 кгс/см2. Скорость сокращения и удлинения зависит от толщины волокон (пленок) и скорости диффузии ионов-инициаторов — внутрь полимерного тела.
И. м. пригодны к использованию в системах автоматизации технологических процессов, требующих постоянства температуры и давления. Их применяют и при моделировании биол. подвижности. Примером моделирования биол. подвижности может быть модель биол. насосной ф-ции (рис.). В этой модели И. м. поставлена в режим автопульсаций путем введения механохим. обратной связи. Она кинематически связана с сильфонами (камерами переменного объема) А и В и при сокращении и удлинении поочередно перфузирует себя жидкостями А и В. Возвратное усилие создается пружиной 3. При сокращении вол «кон 1 в рабочую камеру 2 по трубопроводу 9 поступает жидкость В, вызывающая удлинение волокон, а при удлинении их по трубопроводу 4 протекает жидкость А сократительного действия. Пополнение жидкостей в сильфонах происходит через всасывающие трубопроводы 5 и 8. Автоколебательный режим устанавливается в такой системе вследствие запаздывания в канале обратной связи. Мех. энергия отдается в виде энергии пульсационного движения жидкостей в нагнетательных трубопроводах 6 и 7. С помощью такого моделирования воспроизводятся процессы перемещения жидких сред в биол. объектах, напр., движения протоплазмы в клетке или моторики и перистальтики внутр. органов животных.
Р. В. Беляков.
