@ 2015.05.06 , 11:29

镀金洋葱表皮细胞制成的人造肌肉

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大多数人造肌肉模型主要由高分子材料制成,然而高分子材料并无法重现出肌肉的真实特性,那种即便在收缩状态下依然能够保持柔软依然能够弯曲的特性。

台北国立□□大学的研究人员,研究的作者之一台大机械系施文彬(Wen-Pin Shih)教授说以前的人造肌肉采用的是弹性体、形状记忆合金、压电复合材料、离子导电高分子材料以及碳纳米管。不同材料的驱动机制和功能相差都很大。

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比起高分子材料,洋葱是天然替代品,价格又便宜,对于手头工作再好不过。研究团队只用到了洋葱的表皮。薄薄的洋葱表皮不但延展性够好,同时对电流也有反应。团队首先将表皮进行冻干处理,排除不需要的水分,随后进行稀硫酸浴去除半纤维素增加弹性。随后在表皮两侧镀金,增加导电性,最后通电,就可以和肌肉一样弯曲伸展。

施教授说:“我们故意将顶电极和底电极做成不同厚度,这样从顶部到底部,细胞硬度就变得不对称。”

0-50伏的低压电让洋葱肌肉扩张,向下弯曲;50-1000伏的高压电能让细胞收缩,向上弯曲。通过精心控制电压,团队就能通过人造肌肉完成抓取小棉球的动作。

不过小机器人使用的是小型电池,用高压电不太实际。施教授说只有弄明白细胞壁的构造和机械特性,才能克服这个困难。

洋葱细胞的另一个缺点是使用寿命。衰败和渗水是这种人造肌肉的两大难题。但是施教授已经有了解决方法:附上一层薄薄的防水氟化层,氟化层不但能防水,还能保持弯曲\收缩能力。
本文译自 ZME,由译者 王大发财 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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