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人工肌肉智能材料研究取得新突破 高驱动应变以及高能量密度等特性

2021-02-03 10:42:54    来源:新华网

当前,新材料正由轻质、多功能化向智能化方向发展,应用越来越广。哈尔滨工业大学参与的一项最新研究成果表明,优化人工肌肉智能材料驱动性能,可以解决电容依赖性问题,为后续设计具有无毒、低驱动电压的高性能驱动器提供新的理论基础。

哈尔滨工业大学教授冷劲松介绍,智能材料是指一类可以在外界激励下做出主动响应的新材料,具有自驱动、自监测、自修复等多种功能,在人工智能、智能制造、生物医疗、机器人等领域具有广泛应用前景。聚合物纤维与碳纳米管纱线人工肌肉是一种典型的智能材料。

研究发现,通过聚电解质功能化策略,可以将人工肌肉智能材料“双极”驱动转变为“单极”驱动,提高其做功效率与能量密度等性能,解决传统人工肌肉驱动性能的电容依赖性问题。同时这种新材料具有无毒、驱动频率高、驱动电压低、高比能量,高驱动应变以及高能量密度等特性。

据了解,这种升级版的人工肌肉智能材料,在空间展开结构、仿生扑翼飞行器、可变形飞行器、水下机器人、柔性机器人、可穿戴外骨骼、医疗机器人等领域,具有巨大应用潜力。

这项研究成果以《单极冲程、电渗泵碳纳米管纱线肌肉》为题,1月29日在线发表于学术期刊《科学》,是由哈尔滨工业大学与美国得克萨斯大学达拉斯分校、江苏大学、韩国汉阳大学、澳大利亚卧龙岗大学等单位合作完成。(完)

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