Jung Hoonui 教授团队开发兼具伸缩性和刚性的软体人工肌肉
工作能力是人类肌肉的30倍，论文发表于 Adv. Funct. Mater.
一种像橡胶一样能被拉长、又能像钢铁一样变得坚硬的人工肌肉问世了。
就像人的肌肉通过收缩来举起重物一样，这种人工肌肉在收缩的同时也能举起重量，而且在这一过程中所能输出的能量比人类肌肉大30倍。
蔚山科学技术院（UNIST）机械工程系的Jung Hunui教授团队17日表示，他们开发出了刚度可自由调节的软体人工肌肉。
软体人工肌肉可应用于需要与人类互动的机器人、可穿戴设备和医疗辅助装置等领域，但在举起重物方面存在局限。这是因为其柔软和高延展性的优点，反而妨碍其承担实际出力的肌肉角色。
本次研究团队开发的软体人工肌肉，在需要承受载荷时会变硬，在需要将其举起的情况下则会变软并实现收缩。在刚硬状态下，重量仅为1.25克的这种人工肌肉可以承受5千克的载荷，相当于支撑自身重量约4000倍。相反，在柔软状态下，它可以被拉长至原长的12倍。
这种肌肉在举重过程中表现出原始长度的86.4%收缩的驱动应变，数值是人类肌肉（约40%）的两倍以上。其作功密度也达到1150千焦/立方米，比人类肌肉高出30倍。作功密度是指单位1立方米肌肉能够完成多少功（能量）的指标。肌肉越容易变形且越坚硬，作功密度就越大，但通常这两个条件是相互矛盾的。
研究团队通过设计形状记忆高分子材料，使肌肉内部同时呈现两种形式的键合，从而解决了这一问题。肌肉中的化学键通过共价键将高分子链牢固地连接起来，以维持结构强度；物理键则会根据热刺激断裂并重新结合，使肌肉保持柔软并具有良好的延展性。
研究人员还加入了表面经过特殊处理的磁性粒子，以强化物理键合，并使肌肉也能通过外部磁场来驱动。实际上，研究团队已成功利用磁场驱动肌肉运动并抓取物体的实验。
Jung Hunui教授表示：“本次研究成果突破了既有人工肌肉‘延展性好则力量弱、力量大则不易伸长’这一根本性限制”，“今后有望广泛应用于软体机器人、可穿戴机器人，以及实现人机柔性互动的各类接口等领域”。
该研究成果已于2025年9月7日在线发表在国际学术期刊《Advanced Functional Materials》上，并在韩国研究财团的资助下完成。
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