【华语广播网】: 近日,美国、中国、澳大利亚等国科学家组成的一个国际研究小组成功地利用普通渔线和缝纫线制造出“人工肌肉”。这种新型人工肌肉能举起的重量和产生 的机械功率要强100倍!每千克这种人工肌肉可产生7.1马力的功率,这相当于一个喷气发动机的功率!科学家们认为,用这种“人工肌肉”编成的智能织物将 来有望用来制成钢铁侠一样的护甲。今天就让我们跟随吉林台记者王尚铎的脚步去一探究竟!
“王尚铎你好,‘人工肌肉’是由哪些科学家研究出来的?”
“整个研究是德州大学达拉斯分校麦克德尔米德纳米科技实验室与吉林大学麦克德尔米德实验室及来自澳大利亚、韩国、加拿大和土耳其的科学家们共同完成的。完成后就在《科学》杂志上发表了,立刻吸引了全世界的目光。”
“‘人工肌肉’和真人的肌肉有什么区别吗?”
“提到肌肉,大家可能最先想到自己的肱二头肌。‘其实,人工肌肉是一种具有肌肉功能的材料,与人体肌肉是两回事。’参与研究的徐秀茹教 授说,新型的人工肌肉并不是仿生模拟活体的生物过程,但它的力量远远超过人体肌肉。这种新型肌肉是由温度的变化来驱动的,这可由电产生,可通过光的吸收或 通过燃料的化学反应。将聚合物纤维加捻可将其转换为一个旋转的肌肉,其转速达到超过10,000 转/分。之后继续加捻,使其形成卷曲结构的人工肌肉,这种肌肉可显着沿其长度方向在加热时收缩,并可在冷却时可逆地恢复原长。相反地,如果反方向卷取,这 种肌肉在加热时反而会伸长。天然肌肉的收缩率只有20% ,而这种新型肌肉可以达到50%。令人吃惊的是,这种肌肉收缩性能非常稳定,可逆地收缩伸长2,000,000次之后发现其收缩率无改变。刚才我提到的, 聚合物纤维大家肯定不陌生,因为它就钓鱼用的鱼线和缝纫线的材质。这些科学家团队成功的让一根渔线成功逆袭.
与相同长度和质量的自然肌肉相比,这种新型人工肌肉能举起的重量和产生的机械功率要强100倍!每千克这种人工肌肉可产生7.1马力的功率,相当于一个喷气发动机的功率!”
“看来‘人工肌肉’比人体肌肉爆发力更强,力量也更大。能够在哪些方面应用呢?”
“吉林大学唐敖庆客座教授通讯作者瑞?鲍克曼教授说:‘这些聚合物肌肉的应用空间是巨大的! 因为目前最先进的人形机器人、义肢及可穿戴的外骨骼一直受限于马达和液压系统的大小、重量、功率及工作容量。肌肉可用于应用中需要超人的力量的地方,如机 器人及可穿戴的外骨骼。加捻的聚乙烯渔线,其直径仅为人的头发的10倍,其制成的卷曲结构的肌肉,可举起16磅的重物!类似自然肌肉的结构,把100根这 种人工肌肉平行放在一起,可以举起约0.8万吨的重物!
另一个极端,只取一个比人的头发丝还细的聚合物纤维卷曲成的肌肉可以使老年人的人形机器人伴侣的面部表情栩栩如生,也可使微创显微手术机器人更加灵活。此外,他们还可以驱动微型芯片。’”
“这可真是残障人士的福音,除此之外还有什么别的用途吗?”
“主要研究者卡特?海恩斯博士说:‘我们用这种肌肉制成了随温度变化其孔隙可以可逆地打开和关闭的织布。这使未来制备舒适-调节衣服成 为了可能。’该研究小组还展示了用这种肌肉制成的可以根据不同环境温度可以自动打开和关闭大棚或建筑物的窗户,从而省去了电力驱动或嘈杂且昂贵的电机。也 就是说,原来我们把智能衣服都想复杂了,以为会需要穿戴很多电子设备在身上,有了‘人工肌肉’,随着温度就能够自动调整,人们可以想象,早穿棉窝午穿纱在 一件衣服上就可以实现了。比如,早晨出门的时候天气凉,人工肌肉做成的衣服就是长袖的,中午热了,就自动变成半袖的,晚上气温下降,衣服再变回长袖。这可 真是科技改变生活!”
“麦克德尔米德实验室?”
“麦克德尔米德实验室坐落在吉林大学前卫校区校园。实验室于11月12号落成。这是中国高校第一个以诺贝尔奖获得者麦克德尔米德教授的 名字命名的实验室,在全国乃至全世界产生了极大的反响。阿兰?麦克德尔米德由于发现了导电高分子及在此方面的巨大贡献,在2000年10月与他人共同获得 了诺贝尔化学奖。麦克德尔米德先生多年来与吉林大学始终保持长期的紧密合作,据介绍,该实验室的近期发展目标是在纳米材料领域的研究达到国际先进水平,力 求与先进材料相关的物理、电子和生命科学领域形成产学研一体化。让我们真正共享科技发展的成果。”