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普通渔线制成人工肌肉力量是天然肌肉的100倍(组

来源:admin  点击数:  时间:2019-03-11 17:42

  城市晚报讯 近日,吉林大学麦克德尔米德实验室与美国得州大学达拉斯分校国际团队合作,成功将普通的渔线和缝纫线制成强大的第三代人工肌肉。这种新型人工肌肉能举起的重量和产生的机械功率要比人体肌肉强100倍。每千克人工肌肉可产生7.1马力的功率,相当于一个喷气发动机的功率。

  整个研究是得州大学达拉斯分校麦克德尔米德纳米科技实验室与吉林大学麦克德尔米德实验室及来自澳大利亚、韩国、加拿大和土耳其的科学家们共同完成的。吉林大学麦克德尔米德实验室王策教授组的徐秀茹博士作为国际合作者参与了这项研究。

  “这种材料的最大好处就是价格便宜,以前用钛合金、碳纳米管做人工肌肉的成本昂贵,价格堪比黄金,这是第一次提出用聚合物做人工肌肉,用渔线和缝纫线做原材料,具有极强的可加工性,应用前景非常大。”昨日,徐秀茹博士用一根渔线为大家解释了这种“人工肌肉”的制造方法,徐秀茹说:“这种强大的新型肌肉是通过将高强度的聚合物渔线和缝纫线卷曲和加捻制,产生出一种类弹簧的螺旋结构。肌肉最重要的功能是通过收缩运动产生力量,而这种螺旋结构的‘人工肌肉’可以产生非常好的收缩效果。”

  在吉大麦克德尔米德实验室里,徐秀茹还特意展示了这种钓鱼线毫米,相当于一根较粗头发的一半粗细。人体肌肉的收缩率只有20%,而这种“人工肌肉”的收缩率可以达到50%,并且稳定持久,它提起重物的能力相当于同等尺寸和重量人体肌肉的100倍左右。

  “这些聚合物肌肉的应用空间是巨大的,因为目前最先进的人形机器人、义肢及可穿戴的外骨骼一直受限于马达和液压系统的大小、重量、功率及工作容量。”参与该研究的吉林大学王策教授说,人工肌肉可用于面瘫患者,能让义眼眨眼睛,使假肢更逼真,还能用于驱动,包括机器人微创手术,像玉兔号的机构控制出现异常的情况,都可以利用“人工肌肉”避免机械故障。“另外,这种‘人工肌肉’还具有极强的可加工性,它可使机器人的面部表情丰富生动,也可使微创显微手术仪器更加灵活。”王策说。

  除此之外,新型人工肌肉纤维还有一个有趣的实用用途,即制作“自动调温”衣物或者窗户。王策说,研究人员可利用聚合物线圈织成“可以呼吸”的材质,织料缝隙会随气温打开或关闭,帮助通风或防风。同时,这种材料可随环境温度的变化伸缩,因此他们用这种“人工肌肉”制成的百叶窗可在天气热时自动打开。将来,人们可用它制成能够自动调节的服装,甚至可制成防护甲。 (记者 郭美佳/报道 李煦/摄)

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