近日，西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院苗應(yīng)剛副教授和四川大學(xué)張新星教授研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)期刊[Advanced  Materials]在線發(fā)表題為Self-Healing Yet Strong Actuator Materials with Muscle-Like Diastole and Contraction via Multilevel Relaxations的研究論文。

骨骼肌是軟機(jī)器人技術(shù)的典范，具有敏捷的運(yùn)動(dòng)和令人難以置信的機(jī)械堅(jiān)固性。然而，現(xiàn)有致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)參數(shù)仍無(wú)法與生物組織相媲美，結(jié)構(gòu)成分之間缺乏有機(jī)整合，限制了人造材料自下而上的協(xié)同調(diào)節(jié)，而單調(diào)的運(yùn)動(dòng)模式和對(duì)不可逆損傷的敏感性，使得現(xiàn)有的人造肌肉尚未與它們的生物對(duì)應(yīng)物相匹配，在復(fù)雜的實(shí)際變形場(chǎng)景中會(huì)產(chǎn)生不可靠的驅(qū)動(dòng)。

為了解決上述問(wèn)題，西北工業(yè)大學(xué)苗應(yīng)剛、四川大學(xué)張新星等人開發(fā)了一種通過(guò)多級(jí)松弛實(shí)現(xiàn)具有肌肉樣舒張和收縮的自愈性強(qiáng)致動(dòng)材料。它可以模擬肌肉收縮和舒張，具有通過(guò)超分子相互作用組裝的定向可滑動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。負(fù)載在具有多動(dòng)態(tài)鍵位點(diǎn)的剝離二硫化鎢納米片上的樹枝狀多酚改性銅納米球在肌肉中充當(dāng)肌球蛋白，而真殼凝膠中的聚合物鏈模擬肌動(dòng)蛋白絲。獲得的人造肌肉表現(xiàn)出高輸出驅(qū)動(dòng)、堅(jiān)固的機(jī)械性能和所需的功能、機(jī)械自愈效率，超過(guò)了生命系統(tǒng)中的典型自然肌肉。仿生微納設(shè)計(jì)策略實(shí)現(xiàn)自下而上的協(xié)同松弛調(diào)制，整合自然肌肉的全面性能，為下一代智能機(jī)器人的實(shí)質(zhì)性進(jìn)步鋪平了道路。

責(zé)任編輯：張言