科学家打造新型人造肌肉 可提起自重650倍物体

当麻省理工学院的研究人员为机器人开发新的人造肌肉时，他们受到了我们日常生活中常见植物的启发，从而增强了人造肌肉的韧性。只要它们被加热到略高于10度，它们就可以*地膨胀和收缩，然后拉动自身重量650倍的物体。这种植物是黄瓜。自然，麻省理工学院的研究人员对三明治和沙拉中常见的黄瓜不感兴趣，而是紧紧缠绕在黄瓜果实上的卷须，卷须可以通过螺旋拉伸承受黄瓜生长的重量。

人造肌肉不是一个新概念。它可以使机器人、假肢和其他设备变得更轻、反应更快、效率更高，这意味着工程师们已经试图摆脱马达、齿轮和滑轮，转而采用更类似生物体的东西。

由于这个原因，近年来，微型液压系统、形状记忆合金、伺服机构、气动、聚合物和其他领域都以惊人的速度发展，但这些东西往往更重、更慢，并不像人们希望的那样坚固和敏感。

因此，一个由麻省理工学院教授和研究生组成的团队决定采用一种新技术，这种技术使用一种由非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，但在热反应和冷反应中膨胀和收缩的速度不同。其原理与旧恒温器、烤面包机或老爷钟的自校正装饰物中的双金属片相同。简而言之，当钢绞线受热时，一边比另一边膨胀得更快，弯曲得更厉害。

这种新纤维是由麻省理工学院博士后*·卡尼科和研究生希尔玛格·吕克与波琳娜·阿尼基瓦、约尔·芬克、阿南塔·钱德拉卡桑和塞姆塔恩教授合作开发的。

原理简单，效果惊人:麻省理工学院的人造纤维可以举起650倍于自身重量的东西。研究人员使用纤维拉伸技术将两种不同的聚合物结合成一根纤维。这一过程的关键是结合两种热膨胀系数非常不同的材料，这意味着它们在加热时有不同的膨胀率。

研究人员称，这些基于纤维的驱动结构是可控的，由热和光控制，能够举起650倍于自身重量的物体，并能承受超过1000%的拉力。根据这一观察，他发现即使温度只是稍微升高，纤维也会收紧，产生惊人的强大拉力。然后，一旦温度下降，纤维恢复到原来的长度。在接下来的测试中，研究小组表明这种收缩和拉伸过程可以重复10，000次而不会削弱强度。

因此，今后这种材料可以充分用于机械臂、残疾人假肢等场景。此外，研究人员还表示，在医疗领域，这种材料也可以用于微型医疗设备，如医疗机器人进入动脉进行手术。最后，研究人员还说，由于其原理是两种材料的热膨胀系数不同，如果加以改进并尝试不同的原材料，就可以制造出许多类似的材料。

这项研究发表在最新的科学杂志上。