Штучний полімер можна змусити періодично розширюватися і скорочуватися за допомогою автоколивальної хімічної реакції.
Японський дослідник Такахіро Ямагучі з Інституту дослідження наносистем при токійському Національному інституті технічних наук (Nanosystem Research Institute National Institute of Advanced Industrial Science and Technology - AIST) розробив біополімерний матеріал, який здатний ритмічно скорочуватися за рахунок хімічних коливих. Головна особливість таких реакцій - у циклічній зміні параметрів, що проявляються, наприклад, у зміні кольору. Точно так само можуть змінюватися температура, концентрація речовин тощо.
Перша реакція такого роду була відкрита в 1951 році радянським біохіміком Борисом Білоусовим, який спостерігав циклічну зміну забарвлення при окисленні лимонної кислоти броматом калію, з іонами церію в якості каталізатора реакції. Іони церія періодично окислялися і відновлювалися, через що реакційна суміш змінювала колір. Механізм процесу і його математична модель через десять років були описані Анатолієм Жаботинським.
Згодом були знайдені й інші реакції, чиї параметри періодично змінювалися через власні, внутрішні процеси хімічної системи. Всі вони об'єднуються під загальною назвою реакції Білоусова-Жаботинського. Хімічні автоколивальні процеси стали одним з найпопулярніших об'єктів дослідження: з їх допомогою можна було вивчати поведінку складних коливальних процесів, які можна знайти і в хімії, і у фізиці, і в біології. Результати Такахіро Ямагучі - приклад того, як хімічні автоколивання можна пристосувати для вирішення не тільки фундаментальних, а й практичних завдань.
За словами професора Ямагучі, створена ним полімерна система скорочується зовсім не так, як скорочуються клітини м'язів, а як однорідне середовище, яке спочатку рівномірно розширюється в усі боки, а потім рівномірно стискається. Один цикл займає кілька секунд, а загальна тривалість скорочень може досягати декількох діб.
Японський вчений підкреслив, що основа нового матеріалу і реактиви нетоксичні, а це означає, що такий автоколивальний полімер можна використовувати в медицині. Він передбачає, що розробка виявиться корисною для розробки мікроскопічних пристроїв, так званих lab-on-chip (мікросхеми повного аналізу - мікроприлади, які дозволяють здійснити один або кілька біохімічних процесів на одному чіпі площею кілька квадратних міліметрів). Таким чином, хімічний процес, довгий час колишній «досужей забавою» юних хіміків (реакція Білоусова-Жаботинського - тема на хімічних олімпіадах і турнірах школярів), може отримати реальне практичне застосування.
Про свою розробку Ямагучі доповів на великій міжнародній конференції ICENET-2014: «Нестійкості в збуджених мережах і можливості управління ними», яка була проведена в МФТІ 28-30 травня 2014 року і була присвячена біофізиці серцевого м'яза та інших збуджених тканин.