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科技日报北京7月10日电 (记者张梦然 实验记者张佳欣)美邦科学家开辟了一种新的质料和工艺,用于筑筑比生物肌肉更强壮、更灵便的人制肌肉。咨议结果公布正在最新一期《科学》杂志上。
加州大学洛杉矶分校(UCLA)工程学院咨议职员称,创筑人制肌肉来竣事事业并检测力和触觉,从来是科学和工程界的重大寻事之一。
正在筑筑人制肌肉方面,固然很众质料都很有比赛力,但具有高弹性的轻质介电弹性体(DE)因其柔韧性极佳而备受眷注。人人半DE由丙烯酸或硅树脂制成,但这两种质料都有偏差。古板的丙烯酸DE可达成高驱动应变,但须要预拉伸且缺乏灵便性;有机硅更容易筑筑,但它们不行秉承高应力。
UCLA咨议团队诈欺市售化学品并采用紫外线光固化工艺,成立了一种更正的丙烯酸基质料,该质料更柔韧、可治疗且更易于扩展,且没有耗费其强度和耐用性。丙烯酸能酿成更众的氢键,从而使质料更容易变形,但咨议职员安排了集合物链之间的交联,使弹性体更柔弱、更灵便。然后将获得的薄薄的、可加工的高功能介电弹性体薄膜(PHDE)夹正在两个电极之间,以将电能转换为致动器的动能。
每张PHDE薄膜都像一根头发相似浮薄,大约35微米厚,当众层堆叠正在沿途时,它们就形成了一个微型电动机,可像肌肉构制相似阐述用意,并发生足够的能量来为呆板人或传感器的运动供应动力。咨议职员已创制出4—50层不等的PHDE薄膜堆叠。
装备PHDE致动器的人制肌肉可发生比生物肌肉更众的动力,柔韧性也比自然肌肉高3—10倍。
UCLA的咨议诈欺了“干法”工艺。该工艺用刀片将薄膜分层,然后举办紫外线固化硬化,使各层匀称。这填补了致动器的能量输出kb体育官网,使兴办可援救更庞大的运动。
这种简化的经过,以及PHDE的灵便和耐用性情,承诺筑筑出新型柔性致动器,其可像蜘蛛腿般弯曲跳跃,亦可围绕和扭转。咨议职员还揭示了PHDE致动器可能扔掷比薄膜自己重20倍的豌豆巨细的球。当电压翻开和合上时,致动器还可像隔阂相似膨胀和裁减。
好久来看,今朝闪现正在咱们存在中的许众呆板人,或许属于呆板人的雏形或低级形式。固然它们可能践诺许众指令和操作,但正在许众方面,它们与真正的智能尚有肯定差异,最基础的一点便是,其外观更像硬邦邦的呆板,而不是工致的人。试念,掌握照应小伙伴或白叟的护士呆板人,假使能把钢筋铁骨换成柔弱的皮肤和肌肉,本质操纵体验或许会大大擢升。人工皮肤和人工肌肉的干系研发结果,有助于让呆板人变得尤其柔性,也助助它们变得尤其“名符原本”。