一种即使被汽车碾压也几乎不受影响、同时又像橡皮筋一样具有优异伸缩性的软体人工肌肉被开发出来。
韩国研究财团15日表示，蔚山科学技术院（UNIST）机械工学系Jung Hoonui教授研究团队开发出一种刚性变化率最多可提高至2700倍的磁性复合人工肌肉。
研究团队将铁磁性粒子与现有形状记忆高分子结合，开发出了这种人工肌肉。
形状记忆高分子是一种可变刚性材料，受温度、电、光等外部刺激时会变形成特定形状，在刺激消失后又能恢复原状。铁磁性粒子则是对磁场强烈响应并能保持磁化状态的粒子，铁、镍等都属于这一类。
人工肌肉主要应用于机器人、可穿戴装置、生物医疗器械等领域，被视为核心技术。
不过，以往人工肌肉多采用柔软的高分子材料制成，虽然无需复杂控制即可实现柔性动作，但由于刚性较低，难以举起重物，而且因多余振动的存在，在精密控制方面存在局限。
为解决这一问题，也曾使用能够在硬和软状态之间改变刚性的可变刚性材料，但其刚性调节范围有限，机械性能不足的问题一直有待解决。
与此不同，研究团队开发出将形状记忆高分子与铁磁性粒子相结合形态的人工肌肉，成功提升了承载能力和伸缩性。
经过特殊表面处理的铁磁性粒子与形状记忆高分子形成物理缠结，一方面提高了复合材料的机械性能，另一方面使其能够对外部磁场作出快速且高效的响应。
基于这一原理开发的人工肌肉，首先可以将刚性最多提高至2700倍。此外，在柔软状态下，其可伸长至原长的8倍以上；在硬状态下，其承载能力方面的拉伸应力可提高至自重的最多1000倍，压缩应力则可提高至3690倍。
作为控制运动的致动器（执行器），其驱动性能方面的能量效率也高达90.9%，表现出优异性能。
研究团队还在人工肌肉上叠加了一层水凝胶，制成双层结构，以减少传统软体致动器中出现的多余振动，从而在快速动作过程中也能实现精密控制。
Jung教授表示：“本次研究开发的软体人工肌肉，凭借优异的机械特性和驱动性能，有望在多个领域得到应用。”
此外，研究团队在科学技术信息通信部和韩国研究财团推进的中坚研究项目资助下完成了此次研究。研究成果已于9月10日在线发表于国际学术期刊《Nature Communications》。
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