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基于纤维的人造肌肉具有新颖强力的巧妙设计

American Association for the Advancement of Science

本期《科学》中有3篇文章介绍了人造肌肉领域内的基于新型纤维的设计,显示了这些编织盘绕的设计是如何受到热、电及化学控制的。所产生的人工肌肉材料或能在小型医疗设备、微型机器人及能对环境变化做出反应的“智能”纺织品中发现用途。Mehmet Kanik和同事研制了一种通过可缩放迭代绘图法进行创制的双面聚合物纤维,所产生的人造肌肉可通过加热而激活,它能提起的重量是其自身重量的650倍以上,所承受的张力超过1000%,并能在数千次以上的使用周期后仍然保持回弹能力。Jiuke Mu和同事描述了一种纤维类型,其力量是由一种电热敏感护套提供的,该护套包裹着紧密盘绕的包括市售尼龙和竹纱等廉价材料。用这些纤维所构建的肌肉的收缩力是人类肌肉的40倍,是力量最大的替代电化学肌肉的9倍。Jinkai Yuan和同事的贡献是一种高能微引擎,它由具形状记忆的纳米复合纤维组成;这些纤维被编织后能储能,后者能在温度小幅改变后按需释放。在一则相关的《视角》文章中,Sameh Tawfick和Yichao Tang对这些创新如何让我们更接近于在各种领域内实现无所不在的自动化进行了讨论。

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