且不容易控制

2020-03-03 05:11

科学界对人工肌肉材料的研究很早就开始了,但传统的多是基于功能性的高分子材料,运动形式单一,只是简单的膨胀或弯曲,且不容易控制。据彭慧胜教授介绍,新制备的该类纤维状人工肌肉可以产生强劲的收缩响应,其收缩强度是人类骨骼肌的10倍,并可以在几十毫秒内完成,远高于目前传统的溶剂敏感材料的响应速度,也高于植物界响应最快的植物——食蝇草的“捕食”速度。

不久前公映的好莱坞科幻大片《未来战士》中,“未来战士”快如闪电的动作,令人眼花缭乱。其实,电影里展现的科技并非全部科幻,科学家已经能够造出“人工肌肉”,可以使义肢、假肢的反应灵敏度比人体肌肉快得多。复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室、先进材料实验室彭慧胜教授课题组通过纳米技术,最近成功制备了一种新型的纤维状人工肌肉材料,就具备了这种功能。该项研究成果在线发表于《自然纳米技术》。

下一步,研究团队将继续完善这项研究,并已经通过对“人工肌肉”的纤维进行表面改性,实现了对水的收缩和旋转响应,并制成了可感应湿度变化的智能窗帘。窗帘通过感应湿度的变化,智能地展开或闭合,调节展开的幅度大小,从而影响房间内的湿度变化。(记者 张炯强)

与此同时,新型“人工肌肉”具备了防毒功能。实验证明,这种导电的人工肌肉材料对溶剂响应具有很高的灵敏性和选择性,在工业生产和化学品储存中,可以用来探测毒性溶剂的泄露和预警。简单来说,在生产或储存过程中,有毒溶剂及其蒸气过量或泄露时,人工肌肉材料与危险溶剂或蒸气接触,会自动智能地伸缩或旋转,从而触动警报或安全阀门的开关,发出警报告知工作人员,或是关闭通道防止危险溶剂及蒸气进一步扩散,减少对人体的危害,将发生安全事故的可能性降到最低。

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