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研究人员描述了最新的发展,称为人工鞘肌或SRAM
      在过去的15年里,德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员和他们的国际同事发明了几种强大而强大的人造肌肉,使用的材料包括高科技碳纳米管(CNTs)和普通钓鱼线。。
在7月12日出版的“科学”杂志上发表的一项新研究中,研究人员描述了最新的发展,称为人工鞘肌或SRAM。
研究小组的肌肉是通过扭曲CNT线,聚合物钓鱼线或尼龙缝纫线形成的。
通过将这些纤维扭曲成卷曲位置,研究人员产生的肌肉在受热时会收缩或作用,并在冷却时恢复到原来的长度。
为了创造新的肌肉,该团队在扭曲的CNT线上涂上聚合物涂层,并在芯部周围形成一个夹套,采用低成本的尼龙,丝绸和竹线。
在我们的新肌肉中,缠绕或扭曲的线周围的鞘提升了性能并提供了比以前的肌肉更大的周期和功率密度,本研究的共同作者Ray Boman博士他说。
罗伯特A.
韦尔奇化学院院长和达拉斯艾伦化学学院。
MacDiarmid NanoTech Institute主任。
在他们的实验中,创造完成的肌肉的一个重要步骤是扭曲新涂覆的线,直到它在夹套材料仍然湿润时卷曲。
鲍曼说,在护套干燥后插入扭曲或缠绕会破坏护套。
优化护套厚度也很重要。
如果它太厚,护套将保持在适当的位置,并且扭曲的芯线不能展开。
如果太薄,松开螺纹可能会损坏护套。
纳米技术研究所研究和研究科学的主要作者Muj Juke博士首先提出了鞘中人工肌肉的概念。
在鞘运动配置中,外鞘吸收能量并改善肌肉性能。
在以前的扭曲和卷曲的肌肉中,整个肌肉被加热,但只有纤维的外部扭曲部分正在进行机械加工。
使用护套,您可以更快速有效地将输入能量转换为肌肉机械能。
为什么只需要加热电线的外部以驱动整个电线?你为什么消耗能量?
穆说。
对于新肌肉,只需将能量注入鞘内即可。
根据Baughman的说法,许多护套材料都是耐用的,只要尺寸可以在各种环境变量(如温度和湿度变化)下改变,就可以使用。
当电化学工作时,由CNT鞘和尼龙芯组成的肌肉产生40倍于人体肌肉的平均收缩力和9倍于电化学肌肉的最佳替代能力。
在之前的研究中,我们发现由碳纳米管制成的纱线可以创造出美妙的人造肌肉。
鲍曼说,这条线比同样长度和重量的人体肌肉轻,但更坚固,更强壮。
但碳纳米管股非常昂贵,他说在这项新研究中,我们正走向多个方向。
我们已经发现碳纳米管可以用作鞘的人造肌肉的核心材料,但它们不是必需的。
我们发现CNT螺纹可以用廉价的商业螺纹代替。
他补充说,聚合物涂层工艺可以很容易地扩展到商业生产。
Baughman说,由于SRAM技术可以用更便宜的螺纹取代CNT螺纹,因此这些肌肉对机器人和舒适环境等智能结构非常有吸引力。
为了证明鞘人工肌肉的消费应用,研究人员已经在组织中采用了SRAM,当暴露在潮湿环境中时会增加孔隙率。
我们还展示了由聚合物涂层尼龙线制成的SRAM,当暴露于高葡萄糖浓度时,它会线性收缩。
这种肌肉可用于挤压小袋以释放药物以对抗高血糖。


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