近日,來自麻省理工學院(MIT)的研究團隊利用“熱脹冷縮”的原理,制造出了一種人造肌肉纖維,其單根纖維可承受自身重量650倍的載荷,而且大概成本是每米6美分,已經具備工業化規模量產的條件。該研究由MIT博士后Mehmet Kanik和研究生Sirma Orguc聯合其他9人共同完成,同時也登上了Science最新一期的封面。
與傳統機器人等機械設備的驅動方式不同,Mehmet團隊這項研究的目的就是要取代傳統液壓、氣動等驅動方式。而使這種新型“人造肌肉”纖維起到拉伸作用的“外力”正是溫度,Mehmet 團隊生產的這種纖維,溫度只要在很細微的區間內變化,其結構就會敏感地反應、收緊,同時產生的拉力也十分強大。而在溫度下降后,纖維會很快恢復到初始長度。同時,為了測量單根纖維可以承受的重量載荷,Mehmet 設計了一個專門的測試裝置。經過多次試驗,他們發現單根纖維可以承受約自身重量 650 倍的載荷。
Mehmet介紹說,他們現在已經證明了通過捆綁纖維,可以進一步增加其載重能力;同時,該纖維的收縮并不需要溫度有劇烈的變化,對溫和溫度范圍內的起伏就很敏感。更為難得的是,當纖維受熱收縮時,Mehmet 通過對其長度的變化量與溫度升降程度進行建模,初步得出一套相對精確的程序,它可以幫助計算在需要一定力的條件時,應提供多大程度的溫度變化。這讓該研究在未來應用角度上更具有實用價值。