科學家研制出新型收縮纖維

由麻省理工學院研究團隊發(fā)表在《科學》雜志上論文指出：“雖然許多不同的方法被用于制造人造肌肉，包括液壓系統(tǒng)、伺服電機、形狀記憶金屬和對刺激作出反應(yīng)的聚合物，但它們都有局限性，包括高重量或慢響應(yīng)時間。我們研制的這種基于纖維的材料非常輕，而且反應(yīng)非常迅速。”

研究人員使用纖維拉伸技術(shù)將兩種不同的聚合物結(jié)合成一股纖維。這一過程的關(guān)鍵是將兩種熱膨脹系數(shù)相差很大的材料結(jié)合在一起，來保障它們在受熱時具有不同的膨脹率。

同時這兩種聚合物分別是一種非?？衫斓沫h(huán)狀共聚物彈性體和一種更硬的熱塑性聚乙烯，在保證能夠快速拉伸的同時纖維具有更強的硬度。通過測試，這種纖維在重復了10 000次收縮和擴張的過程后仍然很強勁。

研究人員解釋說：“這種纖維的尺寸范圍很廣，從幾微米(百萬分之一米)到幾毫米(千分之一米)寬，而且很容易批量生產(chǎn)，長度可達數(shù)百米，并且單根纖維能夠提供高達自身重量650倍的負載?！?/p>

“而且還能夠通過‘編程’來自定義纖維被加熱時發(fā)生的拉緊程度。這使得材料能夠精確地調(diào)整到所需力的大小以及觸發(fā)該力所需的溫度變化的大小。”

“這種材料的可能性實際上是無限的，因為幾乎任何兩種材料的組合都能產(chǎn)生不同的熱膨脹率，這就為探索更多不同的組合留下了廣闊的空間。”