超強(qiáng)壯人造肌肉：力量是人類(lèi)肌肉的85倍

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，澳大利亞、中國(guó)、韓國(guó)、加拿大和巴西科學(xué)家共同研制出具有革命性的超強(qiáng)壯人造肌肉，承重能力達(dá)到自身重量的10萬(wàn)倍，所能產(chǎn)生的力量是人類(lèi)肌肉的85倍。隨著這一新發(fā)明的問(wèn)世，研制科幻小說(shuō)中的超級(jí)機(jī)器人成為一種可能。此外，這項(xiàng)技術(shù)也可用于研發(fā)智能布料和百葉窗，前者可在氣溫下降時(shí)提高溫度，后者可在陽(yáng)光強(qiáng)烈時(shí)自行閉合。

人造肌肉采用納米紗和固體石臘打造，承重能力達(dá)到自身重量的10萬(wàn)倍，所能產(chǎn)生的力量是人類(lèi)肌肉的85倍。人造肌肉采用的納米紗由碳納米管構(gòu)成。這種納米材料是一種無(wú)縫中空?qǐng)A柱體，所用石墨與普通鉛筆芯相同。納米管的直徑只有人頭發(fā)的萬(wàn)分之一，強(qiáng)度卻是鋼鐵的100倍。

項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)人、美國(guó)德克薩斯州大學(xué)達(dá)拉斯分校的雷-鮑弗曼表示，超強(qiáng)壯和超快人造肌肉擁有廣泛用途，不過(guò)，短期內(nèi)還不能取代人體肌肉。他說(shuō)：“我們研制的人造肌肉能夠大幅快速收縮，舉重能力是同等尺寸的天然肌肉的200倍。人造肌肉在近期內(nèi)的應(yīng)用前景讓我們感到興奮，不過(guò)，這項(xiàng)技術(shù)還無(wú)法在短期內(nèi)取代人體肌肉。我們研制的人造肌肉雖然外表簡(jiǎn)單，但性能極高，可用于制造機(jī)器人、微創(chuàng)手術(shù)使用的導(dǎo)管、微型發(fā)動(dòng)機(jī)、微流路混合器、可調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)、微型閥門(mén)、遠(yuǎn)程位置調(diào)節(jié)器，甚至于玩具。”

刊登在《科學(xué)》雜志上的研究論文指出，這種新型人造肌肉采用碳納米管紗和固體石臘制造。在對(duì)充滿(mǎn)石臘的碳納米管紗進(jìn)行加熱時(shí)——無(wú)論是通過(guò)電還是閃光——石臘膨脹，提高碳納米管紗的容積，同時(shí)長(zhǎng)度收縮。這種人造肌肉能夠快速收縮，所用時(shí)間只有千分之二十五秒。這種快速收縮的功率密度可達(dá)到4.2 kw/kg，是普通內(nèi)燃機(jī)的4倍。

鮑弗曼表示這種人造肌肉能夠高度扭曲卷繞，與飛行模型使用的橡膠帶類(lèi)似。充滿(mǎn)石蠟的納米紗在用電或者脈沖光加熱時(shí)打開(kāi)，停止加熱時(shí)逐漸冷卻，朝著相反的方向扭曲。在安裝槳型裝置情況下，平均旋轉(zhuǎn)速度可達(dá)到每分鐘11500圈，可旋轉(zhuǎn)200多萬(wàn)次。鮑弗曼說(shuō)：“旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭力略高于大型電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。”

新型人造肌肉可編、可縫、編成辮子和打結(jié)，可用于制造智能自驅(qū)動(dòng)材料和布料。鮑弗曼指出納米紗制造的布料能夠隨著溫度的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者在接觸化學(xué)物質(zhì)時(shí)提供額外保護(hù)。這種新型材料能夠經(jīng)受住比鋼鐵熔點(diǎn)高出1000℃的高溫考驗(yàn)，可用于生產(chǎn)對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)節(jié)流量閥以及對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行自適應(yīng)的百葉窗。鮑弗曼表示他們面臨的下一個(gè)挑戰(zhàn)是如何按比例放大這項(xiàng)技術(shù)。

——摘自新民網(wǎng)科技頻道