人造肌肉的进化：纳米管、钒和渔线？！

材料科学领域最近公布重大突破，研究人员开发了一种有史以来最强大的人造肌肉。而它们只是由最简单的钓鱼线制作的。这些异常强大且廉价的人造肌肉可能彻底改变机器人，甚至改变我们的身体。制作过程很简单，可以这样描述：“搓捻盘绕（twist insertion）”。

德克萨斯大学达拉斯分校化学Robert A.Welch特聘讲座教授，研究团队成员Ray Baughman博士花费了大量的时间打造碳纳米管这种昂贵高科技的人造肌肉。

Baughman博士的团队最近发现了一种更便宜和更容易生产的解决方案，这个能够媲美他之前的研究的是在当地商店5美元就可以买到的尼龙丝。

Roy Baughman的团队近日在《科学》杂志上公布了这一技术。

研究人员把高强度的高分子聚合物钓鱼线和缝纫线搓捻、盘绕在一起，缝纫线外面涂有一层金属涂层，也可以直接用金属丝和肌肉捻在一起，通电让其产生温差，这种人造肌肉就是靠温差产生的冷热改变而工作的。搓捻的聚合物纤维就像扭力肌肉，能使一个较重的转轮达到每分钟一万转。然后增加捻数直到聚合纤维卷得像一根紧扭的橡胶带，这样就成了一种能沿自身长度方向剧烈收缩的肌肉。温度升高即加热时能沿自身长度方向剧烈收缩，变冷后又会恢复到原来长度。如果盘绕方向和纤维最初的搓捻方向不同，就会反过来变成加热扩张、制冷收缩。

天然肌肉只能收缩自身长度的20%左右，而人造肌肉能收缩到50%，在重机械载荷情况下，肌肉收缩舒张循环可达百万次。

“每个工作循环从这些人工肌肉获得能量和提升能力非比寻常，” Baughman说。

“和同样重量尺寸的天然肌肉相比，它能承受的重量和产生的能量是前者的100倍。”

Baughman的渔线肌肉每千克能产生7.1马力的功率，与一架喷气式飞机发动机的机械功率相当——约是普通内燃机的5倍。