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科学家打造新型人造肌肉 可提起自重650倍物体

  麻省理工学院(MIT)的科研职员在为机械人开拓新型人造肌肉的时刻,从我们日常生活中对照常见的一莳植物中获得启迪,从而增强了人造肌肉的韧性,只要轻细加热十几度,就能自由伸缩,进而拉动自重650倍的物体。这莳植物便是黄瓜。 自然MIT科研职员并非对常见于三明治和沙拉中的黄瓜感兴趣,而是萦绕纠缠在黄瓜果实上的慎密盘绕的卷须,它经由过程螺旋状的拉伸能够遭遇黄瓜发展的重量。

  人造肌肉并非是什么新鲜的观点。它能够让机械人、假肢和其他设备更轻、相应更快、效率更高,这意味着工程师们已经试图阔别马达,齿轮和滑轮,转而采纳与生物体更相似的器械。

  为此近年来微型液压系统,外形影象合金,伺服机构,气动和聚合物等领域获得了井喷式发生,然则这种器械每每更重、更慢,并且不像人们盼望的那样强烈和敏感。

  是以,一支由麻省理工学院教授和钻研生组成的团队抉择采纳一种新技巧,该技巧应用由异常可拉伸的环状共聚物弹性体和更硬的热塑性聚乙烯制成的拉伸纤维线圈。

  这些聚合物对热敏感,但在热和冷的反映中以不合的速度膨胀和紧缩。道理与老式恒温器,烤面包机或祖父钟中的自校对摆件中的双金属条相同。简而言之,当钢绞线被加热时,一侧比另一侧膨胀得更快并且弯曲。

  这种新纤维由MIT博士后Mehmet Kanik和钻研生SirmaÖrgüç等开拓,与教授Polina Anikeeva,Yoel Fink,Anantha Chandrakasan和C.CemTaşan相助。

  道理简单,效果惊人:MIT人造纤维能举起650倍于自身的重量。钻研职员应用纤维拉伸技巧将两种不合的聚合物组合成单股纤维。该历程的关键是将两种具有异常不合的热膨胀系数的材料粘合在一路,这意味着它们在加热时具有不合的膨胀率。

  钻研职员称,这些基于纤维的致动布局是可控的,由热和光节制,可以举起自身段重650倍的重量,并能遭遇>1000%的拉力。根据这一察看,他发明,纵然温度只是稍稍升高,纤维也会收紧,孕育发生惊人的强大年夜拉力。然后,一旦温度下降,纤维就规复到原本的长度。在随后的测试中,钻研团队注解,这种紧缩和拉伸的历程可以重复10000次,而且强度不会减弱。

  是以,未来这种材料完全可以用在机器臂、残疾人的假肢等场景下。别的,钻研职员还表示,在医疗场景中,这种材料也能用在微型医学设备中,比如进入动脉做手术的医疗机械人等。着末,钻研职员还说,因为它的道理是两种材料的热膨胀率不合,是以假如加以改进,考试测验不合的质料,就可以造出类似的许多种材料。

  这项钻研出版在最新的Science期刊中。

  图片来自于MIT

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