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人造肌肉面世
·2008-05-07 19:51:10·来源:河北青年报·浏览:

据国外媒体报道,美国的科学家日前称,他们最近成功地研制出一种新型的人造肌肉,这种人造肌肉不仅可以自我修复,而且还可以在运动收缩过程中产生电力,这些电力未来甚至可以为你的手机或者MP3播放器充电。

销钉扎刺仍能运行

在最新一期出版的《先进材料》杂志上,美国加州大学的科学家裴齐冰教授公布了他们的这一最新研究成果。裴齐冰教授说:“我们已经制造出了一块人造肌肉,它会在通电后膨胀(超过200%),在运动和能量方面都与人类肌肉非常相似。”

 尽管人造肌肉已经出现数年了,但是有些人造肌肉因为体积非常大而撕裂,产生不平衡的膜厚度和不规则粒子,从而导致肌肉失灵。研究人员们使用了普遍存在的、柔韧灵活的碳纳米管作为电极,以取代其他含金属的膜。

裴齐冰教授说:“在我们对这个新设备进行的长期测试中,实际的材料经历了许多事件却仍然能工作。”裴教授所说的“事件”指的是,他们用销钉对人造肌肉进行扎刺,在这种情况下,其他的人造肌肉会失效,而他们的肌肉模型仍能保持运行。

此外,这种自我愈合的肌肉还是高效能的。裴教授说:“它能保存70%你输给它的能量。”由于这种材料会在膨胀后收缩,碳纳米管的重新排列会产生一小股电流,这种电流可被用作另一膨胀的能量或被储存在电池中。

能与真人肌肉相媲美

研究人员们表示,他们发明的这种人造肌肉伸缩性已能和人的肌肉相媲美,且伸缩性由材料自身性能决定,无需马达、齿轮等复杂装置,体积小、重量轻。

研究人员称,他们最新研发的两种人造肌肉性能均非常突出,同时具备燃料电池和肌肉的功能。其中一种人造肌肉采用了含催化剂的碳纳米管电极,可作为燃料电池的电极将化学能转化为电能。另外一种人造肌肉也是目前最强健的肌肉,是通过混合燃料和空气中的氧气发生催化反应,将化学能转化成为热能,升高的温度可使制造肌肉的具有形状记忆功能的金属材料用力收缩,冷却后肌肉随之膨胀放松。

由于这种燃料电池肌肉所使用的外层涂有纳米颗粒催化剂的形状记忆金属导线,可在市场上买到,这使得它尤其容易在自动装置中得到应用。

未来应用前景广阔

人造肌肉具有广阔的应用前景。这种材料做成的人造肌肉能像人类肌肉纤维一样收缩和伸展,并改变胳膊长短。利用人造肌肉收缩和伸展的特性,一旦提供的能量足够,用这些肌肉做成的装置就能够完成跳跃、爬山甚至长途旅行等活动,从而能够做成更像人类的机器人、更轻便灵巧的人造假肢、塑料心脏或心脏隔膜等与人类器官收缩一致的人造器官。

科学家还希望将这些人造肌肉材料用在其他方面,比如用来制作微型阀门、柔软的扬声器以及可触摸界面如显示屏等。

■编译/刘妍

作者:  网络编辑:樊丽欣
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