2月21日出版的《科學》雜志刊登了美國德克薩斯大學達拉斯分校科學家領導的一個國際研究小組的研究論文他們開發出一種能把普通釣魚線和縫紉線變成強力人造肌肉的廉價方法與同樣長度重量的人類肌肉相比這種肌肉能提起的重量是人類肌肉的100多倍產生的機械功率也達到100倍每千克能產生7.1馬力的功率與一架噴氣式飛機發動機的機械功率相當

研究人員把高強度的高分子聚合物釣魚線和縫紉線搓捻盤繞在一起縫紉線外面涂有一層金屬涂層也可以直接用金屬絲和肌肉捻在一起通電讓其產生溫差這種人造肌肉就是靠溫差產生的冷熱改變而工作的搓捻的聚合物纖維就像扭力肌肉能使一個較重的轉輪達到每分鐘一萬轉然后增加捻數直到聚合纖維卷得像一根緊扭的橡膠帶這樣就成了一種能沿自身長度方向劇烈收縮的肌肉溫度升高即加熱時能沿自身長度方向劇烈收縮變冷后又會恢復到原來長度如果盤繞方向和纖維最初的搓捻方向不同就會反過來變成加熱擴張制冷收縮

天然肌肉只能收縮自身長度的20%左右而人造肌肉能收縮到50%在重機械載荷情況下肌肉收縮舒張循環可達百萬次論文作者該校納米技術研究所所長雷鮑曼說這些聚合物肌肉應用前景廣闊一個可能應用領域就是超人力量如機器人和外骨骼把一束聚乙烯釣魚線搓捻在一起總直徑只有人頭發的10 倍而制成的聚合物肌肉能舉起16磅的重物如果按照自然肌肉那樣組織一百根這種肌肉就能舉起約0.8噸的重物

反過來獨立操作這種直徑不足一根頭發的盤繞聚合物肌肉可以給人形機器人帶來面部表情就像有生命似的也能使實施侵入式微手術的機器人更加熟練靈敏此外它們還能給微型的芯片實驗室充電作為觸覺交流設備把遠方機器人手上傳感器感知的觸覺傳到人手上

該人造肌肉還能利用環境溫差自行充電可用在溫室或建筑物上自動打開關閉窗戶從而節約用電減少噪音論文第一作者鮑曼實驗室材料科學與工程博士生卡特爾海恩斯說根據聚合物肌肉的紡織紋理來看上面的孔能隨著溫度變化可逆性地打開關閉這也為將來造出舒適性可調服裝帶來了可能

用普通的釣魚線和縫紉線就能制造成強力的人造肌肉著實讓人咋舌

肢體殘疾的患者或將因此受益更值得一提的是人造肌肉的服務對象絕不限于人類本身汽車制造商就對人造肌肉頗感興趣一輛汽車通常需要50到100個驅動傳動裝置如果這些裝置改用人造肌肉作驅動力不僅可增強耐磨性更能極大地提高功率可以想見隨著造價的降低未來凡是需要小型電動引擎來驅動的制造產業人造肌肉都有用武之地