MIT造出的這種“人造肌肉”,只要稍微加熱十幾度,就能自由伸縮,進(jìn)而拉動(dòng)自重650倍的物體。
而且,“人造肌肉”本身十分纖細(xì),制作方法也算不上高精尖,非常易生產(chǎn),能非常方便的應(yīng)用在醫(yī)療、假肢、工業(yè)生產(chǎn)等各種場(chǎng)景中,幫到更多人。
現(xiàn)在,這塊特殊的材料也登上了Science封面。
神奇材料哪里來(lái)
研究人員的選擇了兩種熱膨脹系數(shù)不同的聚合物材料:高密度聚乙烯和環(huán)烯烴共聚物彈性體。
將兩種材料粘合在一起,變成了雙層的長(zhǎng)條狀,拆開(kāi)看,是這樣的結(jié)構(gòu):
是不是像極了雙層的PRETZ餅干?
現(xiàn)在,這根長(zhǎng)條在顯微鏡下是這樣的:
之后,對(duì)這根材料進(jìn)行拉伸處理。
它就變成了彎彎曲曲的樣子,像黃瓜的卷須一樣的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在,“人造肌肉”正式成形了。
它有著彎曲的外觀,看起來(lái)就像座機(jī)的電話線一樣,讓人有把它拉開(kāi)再?gòu)椈厝サ臎_動(dòng)。
而內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也變成了這樣:
強(qiáng)力效果
只不過(guò),如果你想要拉伸它,并不像拉電話線那樣容易,而是需要借助外力:
溫度。
這里不需要?jiǎng)×业臏囟茸兓?,大概加熱個(gè)十幾度就有明顯區(qū)別:
4秒鐘的時(shí)間內(nèi),從22℃加熱到36攝氏度,原本只有2厘米左右的“電話線”,迅速縮短到只有原來(lái)的一半左右。
而且,這種隨溫度的變化是可逆的,在溫和條件下,循環(huán)往復(fù)10000次都可以堅(jiān)久耐用。
就靠著受熱縮短的這種特性,它能拉起自重650倍的物體。比如拉動(dòng)砝碼:
拉機(jī)械臂:
具備商用潛力
這些“人造肌肉”的生產(chǎn)過(guò)程其實(shí)并不難,而且還可以生產(chǎn)成各種尺寸,從幾微米到幾毫米不等,長(zhǎng)度可以達(dá)到數(shù)百米,在這樣豐富的尺寸下,哪怕是拉動(dòng)精細(xì)小部件,也可以實(shí)現(xiàn)了。
另外,研究人員還測(cè)試了溫度、拉伸長(zhǎng)度等因素之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)在“加熱拉起重物”這個(gè)過(guò)程中,所有的溫度、長(zhǎng)度、重量變化都是有規(guī)律的,因此,在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下,如果需要反復(fù)拉某樣重物,可以精確計(jì)算出需要的“人造肌肉”長(zhǎng)度和需要變化的溫度,能夠精確的應(yīng)用在各種場(chǎng)景下。
即使是沉重的東西,也可以將許多根“人造肌肉”組合在一起,共同拉動(dòng)重物。
加熱可能會(huì)有些麻煩,但將來(lái),研究人員準(zhǔn)備將光纖或電擊等集成到“人造肌肉”之中,從內(nèi)部開(kāi)始加熱,這樣就免去了外部加熱的麻煩。
因此,未來(lái)這種材料完全可以用在機(jī)械臂、殘疾人的假肢等場(chǎng)景下。另外,研究人員還表示,在醫(yī)療場(chǎng)景中,這種材料也能用在微型醫(yī)學(xué)設(shè)備中,比如進(jìn)入動(dòng)脈做手術(shù)的醫(yī)療機(jī)器人等。
最后,研究人員還說(shuō),由于它的原理是兩種材料的熱膨脹率不同,因此如果加以改進(jìn),嘗試不同的原料,就可以造出類似的許多種材料。
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原文標(biāo)題:MIT人造肌肉登上Science,能提起自重650倍的物體,伸縮萬(wàn)次不壞
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