近日，伊利诺伊大学机械科学与工程系（MechSE）的研究人员开发出一种由碳纤维和橡胶制成的人造肌肉，能够承受12000倍于自身的重量。
研究人员从碳纤维这种强韧但质量极轻的材料着手，为了使其更易于发生形变，使用合适的硅橡胶（聚二甲基硅氧烷（PDMS）橡胶）填充碳纤维，并扭曲成螺旋状。通过在末端施加小电流来加热硅橡胶，这种人造肌肉就会发生卷曲，使人造肌肉的直径变粗、长度收缩，从而拉起附着在底部的负载。
这种长时间的收缩，也可以通过将液体己烷输送到卷曲的人造肌肉中实现。在测试中，团队发现，即便使用微小的输入电压，也可以产生非常强的效果。以一根直径仅0.4mm的人造肌肉束为例，能够将半加仑（约1.9L）的水提升1.4 英寸（3.6 cm），而平均每厘米的输入电压仅0.172 V。换算得出，这一提升重量是其自重的 12600 倍。不仅如此，这些人造肌肉还可以承受高达60MPa的机械应力，提供超过25%拉伸冲程，单位做功高达758 J/kg，这些数据是天然肌肉的18倍。
研究团队还开发了一种数学模型，以描述人造肌肉在不同参数下的性能，未来可用于设计具备特定应用属性的人造肌肉。研究人员表示，这些低成本、轻量级人造肌肉的应用前景广泛，可用于机器人、假肢、矫正器、人类辅助设备等诸多领域。
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