人造肌肉可承受千倍于自重的应力

科技日报北京11月13日电 （记者刘霞）韩国蔚山国立科学研究院研究人员开发出一种创新性的磁性复合人造肌肉。与传统人造肌肉相比，新材料能够承受超过自身重量1000倍的应力，有望为机器人、可穿戴设备等带来更强大的机械臂。相关论文发表于新一期《自然·通讯》杂志。

柔性人造肌肉能模拟人类肌肉流畅的运动，已成为机器人、可穿戴设备及生物医学等诸多领域的热门技术。然而，传统人造肌肉通常刚性不足，还存在不必要的振动，因此很难提起大重量物体，且无法保持精确的控制能力。

为突破这一瓶颈，研究人员将能产生巨大磁力的铁磁颗粒，与一种多功能刚性材料制成的形状记忆聚合物相结合，创造出一种全新的软磁复合人造肌肉，承载能力和弹性都显著提升。

研究人员表示，通过独特的表面处理方法，铁磁粒子与形状记忆聚合物之间形成了复杂的物理缠结。这种协同作用不仅增强了复合材料的机械性能，还使其能够迅速响应外部磁场。

测试结果显示，新型人造肌肉表现出非凡的适应性，刚度提高了2700倍，柔软度提高了8倍以上。在刚性条件下，它能承受高达其自身重量1000倍的拉伸应力，以及3690倍的压缩应力。

为了减轻外部振动的影响，研究人员还采用了双层架构，其中一层为水凝胶。这种设计使人造肌肉在快速操作过程中仍能精确控制。

研究人员表示，这种新型人造肌肉的机械性能、柔韧程度等均超越了现有人造肌肉。他们可利用激光加热和磁场等多种方法，远程控制人造肌肉执行伸长、收缩、弯曲和扭转等基本运动，以及精确操纵物体等更复杂的动作。