西北工業大學學者在類肌肉強韌可修復驅動材料方面取得新進展

近日，西北工業大學航空學院苗應剛副教授和四川大學張新星教授研究團隊在國際頂級期刊[Advanced" Materials]在線發表題為Self-Healing Yet Strong Actuator Materials with Muscle-Like Diastole and Contraction via Multilevel Relaxations的研究論文。

骨骼肌是軟機器人技術的典范，具有敏捷的運動和令人難以置信的機械堅固性。然而，現有致動器的驅動參數仍無法與生物組織相媲美，結構成分之間缺乏有機整合，限制了人造材料自下而上的協同調節，而單調的運動模式和對不可逆損傷的敏感性，使得現有的人造肌肉尚未與它們的生物對應物相匹配，在復雜的實際變形場景中會產生不可靠的驅動。

為了解決上述問題，西北工業大學苗應剛、四川大學張新星等人開發了一種通過多級松弛實現具有肌肉樣舒張和收縮的自愈性強致動材料。它可以模擬肌肉收縮和舒張，具有通過超分子相互作用組裝的定向可滑動網絡。負載在具有多動態鍵位點的剝離二硫化鎢納米片上的樹枝狀多酚改性銅納米球在肌肉中充當肌球蛋白，而真殼凝膠中的聚合物鏈模擬肌動蛋白絲。獲得的人造肌肉表現出高輸出驅動、堅固的機械性能和所需的功能、機械自愈效率，超過了生命系統中的典型自然肌肉。仿生微納設計策略實現自下而上的協同松弛調制，整合自然肌肉的全面性能，為下一代智能機器人的實質性進步鋪平了道路。