IT之家 10 月 15 日消息，韓國蔚山科學(xué)技術(shù)院（UNIST）機(jī)械工程系鄭勛義（Jeong Hun-ui）教授團(tuán)隊成功研制出了一種“既能像橡膠般伸展，又能如鋼鐵般堅硬”的人工肌肉。
研究團(tuán)隊介紹稱，這種人工肌肉的最大特點(diǎn)是可自由調(diào)節(jié)剛度。當(dāng)需要支撐負(fù)載時，它就會變硬；在需要收縮以舉起物體時，則能恢復(fù)柔軟狀態(tài)。
測試數(shù)據(jù)顯示，這種人工肌肉自身重量僅 1.25 克，卻能支撐高達(dá) 5 千克的負(fù)載，相當(dāng)于自身重量的約 4000 倍；在柔軟狀態(tài)下，其可伸展長度可達(dá)到原始長度的 12 倍。
在實驗中，這種人工肌肉的收縮率達(dá)到原始長度的 86.4%，是人類肌肉（約 40%）的兩倍還多；其能量密度達(dá)到每立方米 1150 千焦，約為人類肌肉的 30 倍。能量密度代表單位體積肌肉所能輸出的能量，通常柔軟性和強(qiáng)度難以兼得，而該團(tuán)隊成功實現(xiàn)了兩者的平衡。
這一突破得益于團(tuán)隊設(shè)計的“形狀記憶高分子材料”。這種材料內(nèi)部同時存在兩種鍵合形式：化學(xué)鍵通過共價鍵將高分子鏈緊密連接以保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而物理鍵則能隨溫度刺激斷裂并重新形成，從而賦予材料柔韌與可伸展性。
此外，研究人員還在材料中加入了經(jīng)特殊表面處理的磁化顆粒，以增強(qiáng)物理鍵的作用，并使人工肌肉能夠在外部磁場控制下運(yùn)動。在實驗中，團(tuán)隊已成功利用磁場讓人工肌肉實現(xiàn)抓取動作。
鄭勛義教授表示：“這項研究克服了以往人工肌肉的根本局限 —— 要么柔軟卻無力，要么堅硬但難以伸展。”他補(bǔ)充說，這一技術(shù)未來有望應(yīng)用于軟體機(jī)器人、可穿戴機(jī)器人，以及能夠靈活交互的人機(jī)接口等領(lǐng)域。
相關(guān)成果已于今年 9 月發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》上（IT之家附 DOI: 10.1002 / adfm.202516218）。
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