当前位置: 液体金属 >> 液体金属发展 >> 新型人工肌肉诞生,或可推动多个领域
据7月14日新华社报道,最新一期的美国《科学》杂志刊登的报道称,一组由美国、中国等组成的研究团队开发出一种新型的人工肌肉,它的平均收缩力是人体肌肉的40倍,成本可控,也便于大规模生产,应用前景十分广阔。
新型人工肌肉是作为一种面向未来智能机器人的机械能转化材料,材质包含金属线和纳米碳管。其作用原理是纳米碳管等材料进过“加捻”过程,在气体膨胀收缩、热能或电化学能的作用下收缩或舒展,做出类似肌肉运动的动作。
研究人员还在这种新型肌肉的纺线外裹上一层聚合物活性壳层材料,只需激活壳层,而不是像旧式人工肌肉激活全部纺线,就可以利用壳层的体积改变,快速、高效的将其他能量转换成所需的机械能。
不仅如此,研究显示,在电化学触发作用下,纳米碳管和尼龙纱线等材料构成的壳层使得人工肌肉的收缩力可达人体肌肉的40倍!机械性能远远超过之前的人工肌肉。研究人员还展示了以天然蚕丝、竹纤维纱线和静电纺丝作为内层材料的人工肌肉,它们同样表现出良好的机械能转化能力。
早在20世纪50年代,美国医生约瑟夫·麦吉本(JosephMcKibben)研制了第一台气动驱动器,并发展成为商业上的McKibben驱动器。但是,作为人工肌肉材料的McKibben驱动器,由于体积大、辅助系统的限制等原因,接受度并不广泛。
形状记忆合金也曾被尝试用作人工肌肉材料,与同时代的其他驱动材料相比,它们具有高能量密度和低比重等优点,但同样存在许多不利因素,如形变不可预知性、响应速度慢以及使用尺寸受限等,这些都制约了其在人工肌肉材料方面的发展,也逐渐被人遗忘。
也就是一代又一代人在材料上的尝试才有了今天新型肌肉的诞生。新型人工肌肉基于其优异的性能,有望用在航天航空、军事、医学等众多领域,甚至包括机器人微创手术、义肢、制造功能更强的机器人等.未来如漫威超人一样手举一辆汽车,或许真有可能实现。