科学家创造出比人类肌肉更强壮的人工肌肉

玛雅-戴维斯报道

2022年7月14日 - 来自加州大学洛杉矶分校和非营利性的SRI国际公司的科学家们正在试验一种强大的、有弹性的聚合物，以创造一种他们称之为比人类肌肉更强、更有弹性的人造肌肉。

聚合物是由大分子组成的天然或合成物质，是许多矿物和人造材料的组成部分。在这种情况下，研究人员使用了电活性聚合物，这是一种在受到电力刺激时能改变形状或大小的聚合物。它们已经成为工程界的宠儿，现在正被用于从机器鱼到除尘器的各种技术中。

加州大学洛杉矶分校的研究人员用电介质弹性体（一种电活性聚合物）开发了肌肉材料，并推出了一种制造假肌肉的新工艺，他们希望有一天能应用于软体机器人，甚至是人体植入物。

"这项研究的作者、加州大学洛杉矶分校材料科学和工程系教授裴启兵博士说："我们对这种新材料感到非常兴奋。"在其最大性能下，这种人造肌肉比人类肌肉更强大。

该团队的研究结果于本月发表在《科学》杂志上。

创造超级肌肉

经过测试，研究人员表明，这种材料不仅可以在呼吸过程中像人类的横膈膜一样膨胀和收缩，而且还可以抛出一个比自己重20倍的豌豆大小的球。根据一份关于这些发现的新闻稿，装有这种材料的合成肌肉比天然肌肉灵活3到10倍。

为了制造这种超人的肌肉织物，研究人员采用了一种普通但不灵活的丙烯酸基材料，并使用紫外线固化工艺来生产一种性能更高的材料。作者解释说，其结果是一个35微米的薄膜，像人的头发一样薄和轻，然后将其分层多达50次，以创建人造肌肉片。

人造肌肉消耗电能，而不像人类的肌肉那样，使用来自食物的化学能量来运作。

"这有很多优点，"Pei说。"它更容易控制，而且我们可以在更高的频率下激活和停用该材料。对于人类的肌肉，我们一般在高频率下的性能很低。"

混合型人类

研究人员看到了该技术在医疗植入物和软机器人方面的前景。值得注意的是，这种材料可以为可穿戴的生物医学技术增加 "触觉"，并可能帮助那些因健康状况而不能微笑或眨眼的人，Pei向UPI解释道。

"我认为有很大的潜力，"他说。"就是这种新材料，我认为其含义越来越接近现实。"