這些大小不一的人工肌肉纖維由高強(qiáng)度聚合物制成。
據(jù)美國(guó)媒體2月20日?qǐng)?bào)道,最近,科學(xué)家利用常見(jiàn)的釣魚線和縫紉線,制成了強(qiáng)韌且成本低廉的人工肌肉纖維,其力量強(qiáng)過(guò)人類肌肉百倍,可以應(yīng)用于制作機(jī)器人、義肢,或是能隨溫度調(diào)節(jié)縫隙大小的“智能型”布料。
這項(xiàng)研究由來(lái)自澳大利亞、韓國(guó)、加拿大、土耳其以及中國(guó)的科學(xué)家們協(xié)力展開(kāi),其研究論文發(fā)表在最新一期的美國(guó)《科學(xué)》雜志上。
在過(guò)去,人工肌肉纖維通常由金屬線或者納米碳管制成,盡管功能強(qiáng)大,但成本高昂且難以駕馭。但是現(xiàn)在,科學(xué)家改用以聚乙烯和尼龍制成的高強(qiáng)度聚合物,將其扭曲盤繞成束,制成新的人工肌肉纖維。在日常生活中,這種材質(zhì)經(jīng)常被用來(lái)制作釣魚線和縫紉線。
并且,這種人工肌肉纖維可隨溫度變化收縮放松。據(jù)悉,人類肌肉的收縮率只有20%,但這種新型人工肌肉可達(dá)50%。研究人員稱,這一特性使得人工肌肉纖維具有隨環(huán)境溫度變化而“自我驅(qū)動(dòng)”的可能性,令其潛在用途更加廣泛。
“這種聚合物肌肉能舉起的重量超過(guò)同樣大小天然肌肉的100倍。”據(jù)得州大學(xué)納米科技研究所所長(zhǎng)雷?鮑曼介紹,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,他們把釣魚線盤繞成束、其直徑相當(dāng)于一根頭發(fā)的10倍,由此制成的一根人工肌肉纖維能夠舉起16磅(約合7.3公斤)的重物,如果依照人類肌肉的組成方式、把100根人工肌肉纖維盤繞在一起,則能承受接近1噸的重量。
鮑曼指出,目前最先進(jìn)的穿戴式外骨骼,受限于笨重的馬達(dá)與液壓系統(tǒng),有礙于其靈活度、力量與整體工作能力,未來(lái)這種新人工肌肉纖維的應(yīng)用,可能包括機(jī)器人微創(chuàng)手術(shù)、義肢,以及制造功能更強(qiáng)的機(jī)器人等。
除此之外,新型人工肌肉纖維還有一個(gè)有趣的實(shí)用用途,即制作“自動(dòng)調(diào)溫”衣物或者窗戶。研究人員可利用聚合物線圈織成“可以呼吸”的材質(zhì),織料縫隙會(huì)隨氣溫打開(kāi)或關(guān)閉,幫助通風(fēng)或防風(fēng)。
(來(lái)源:中國(guó)日?qǐng)?bào)網(wǎng)?信蓮?編輯:玉潔)