“刚柔并济”人造肌肉举起四千倍自重物体

科技日报记者 张佳欣

韩国蔚山科学技术院研究团队研发出一种可在“柔软灵活”和“坚硬有力”状态之间自由切换的新型人造肌肉。这种创新型肌肉可举起相当于自身重量四千倍的物体，其能量输出远超人类肌肉。这一成果有望推动软体机器人、可穿戴设备和医疗辅助技术的发展。相关论文发表于新一期《先进功能材料》杂志。

这种“可变刚度”人造肌肉采用双重交联聚合物网络结构。其中，化学键（共价键）赋予材料结构强度，通过热刺激形成或断裂物理键，使材料能在不同条件下改变刚度。实验显示，这种仅重1.25克的微型人造肌肉，在刚性状态下可举起5千克重物，相当于约4000倍的自身重量。而在柔性状态下，伸展率可达原始长度的12倍。在收缩过程中，其应变率达到86.4%，超过人类肌肉（约40%）的两倍。同时，其单位体积功率密度高达1150千焦/立方米，是人类肌肉的30倍。

团队还在这种材料中加入了经表面处理的磁性微粒，使其能在外部磁场控制下实现精确运动。团队表示，这种复合材料兼具“柔软”与“强硬”两种特性，为研制更灵活的软体机器人、可穿戴设备以及直观的人机交互系统打开了新大门。