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四兩撥千斤 人造肌肉“柔軟靈活”卻又“堅(jiān)硬有力”
2025年10月16日 16:47:46
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：3545
近日，韓國蔚山科學(xué)技術(shù)院研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種新型的人造肌肉，這種肌肉可在“柔軟靈活”和“堅(jiān)硬有力”兩種狀態(tài)間來回切換，并且柔性模式下有很好的延展性，剛性模式下又可以做到四兩撥千斤，具備非常廣闊的應(yīng)用前景。
肌肉是人體和動(dòng)物體內(nèi)附著于骨骼或內(nèi)臟的柔軟彈性組織，由肌纖維構(gòu)成，具有收縮性、伸展性、彈性、興奮性和傳導(dǎo)性，并且根據(jù)具體位置的不同，即便是肌肉組織之間，結(jié)構(gòu)和功能也存在一定的差異。
而對于包括人類在內(nèi)的大部分動(dòng)物而言，肌肉的核心功能便是產(chǎn)生力量，牽引身體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)以及維持身體的姿勢。這種運(yùn)動(dòng)是涉及生理層面的，包括心臟的起搏，血管的泵動(dòng)等等。也正因如此，肌肉成為了生物學(xué)研究中一個(gè)重要的課題，材料學(xué)領(lǐng)域也在不斷地嘗試研究出可以與肌肉相媲美的人造材料。
近日，韓國蔚山科學(xué)技術(shù)院研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種新型的人造肌肉，這種肌肉可在“柔軟靈活”和“堅(jiān)硬有力”兩種狀態(tài)間來回切換，并且柔性模式下有很好的延展性，剛性模式下又可以做到四兩撥千斤，具備非常廣闊的應(yīng)用前景。
據(jù)介紹，這種剛?cè)嶙杂汕袚Q的靈活性來自于材料的雙重交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。簡單來說，材料內(nèi)部的共價(jià)鍵在熱刺激下，可以自由形成或斷裂，從而改變材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。而根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在柔性狀態(tài)下材料甚至可以拉伸到原本長度的12倍，并且收縮時(shí)具備86.4%的應(yīng)變率，人體肌肉都僅僅只有40%的收縮應(yīng)變率。同樣在剛性模式下，肌肉可以負(fù)擔(dān)自重約4000倍的重量，這意味著只需要1.25克的微型人造肌肉，就能實(shí)現(xiàn)5千克重物的托舉。
值得一提的是，目前該團(tuán)隊(duì)正在嘗試將這種材料應(yīng)用于動(dòng)軟體機(jī)器人、可穿戴設(shè)備和醫(yī)療輔助設(shè)備的開發(fā)中，并且已經(jīng)通過在材料中加入經(jīng)表面處理的磁性微粒，使其能在外部磁場控制下實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)。或許，采用這種人造肌肉的產(chǎn)品很快就會(huì)出現(xiàn)在報(bào)道中，并給我們帶去意外的驚喜。
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