二氧化釩機械肌肉，強度是人類肌肉的 1,000 倍

當全球因石墨烯（Graphene）的發現而掀起科學掏金熱，這世界上還有另一個新材料值得你注意，它就是二氧化釩（VO₂），有一天將會成為一個家喻戶曉的名字，因為它除了可應用在電子產品中，更可作為機械肌肉，強度是人類肌肉的 1,000 倍，能投擲比自身重 50 倍的物體。

二氧化釩（VO₂）為金屬氧化物，在低溫時為絕緣體，一旦溫度升高到 68℃ 時，形狀、結構和尺寸會改變，變成極有效率的導體，如此迅速、突然的變化讓它顯得與眾不同，美國「勞倫斯柏克萊國家實驗室」（Lawrence Berkeley National Laboratory）利用這種特性，製作成一個可以像人類肌肉一樣運作的扭力馬達，並且力量更大，速度更快。

這種機械肌肉是由長度僅幾百微米的二氧化釩線圈所組成，當它被加熱時，分子構形（conformation）產生變化，使原本的螺旋結構伸展擴大，接著就如同遠古時期的投石車一樣，以驚人的速度將物體發射出去。

根據測試，這種機械肌肉能在 60 毫秒內，把比自身重 50 倍的物體，投擲到 5 倍線圈長的距離，此外其恢復力驚人，當以每分鐘 20 萬圈的轉速進行 100 萬轉後，完全沒有任何的功能損失。

這項研究的負責人吳軍強博士說：「我們製造出一個微雙壓電晶片零件做的雙線圈，其運作方式與強扭力的肌肉一樣，並用熱或電熱使二氧化釩相變來驅動。」他進一步指出：「用一種簡單設計和無機材料，我們就在力量強度和速度上，超越目前在積體微系統中所使用的馬達和促動器。」

▲機械肌肉的研究負責人吳軍強博士。（photo credit：Berkley-Labs）

此二氧化釩線圈也可以應用在動作感應器（Proximity Sensor）上，當有物體接近時，它可以類似投石車的方式將物體往反方向推開，研究人員將此類比為生物體內的神經驅動反應。

對於這種機械肌肉的發明，我們可能會迫不及待的將它與市面上的機器人作比較，當發現它不像那些終結者，扔車子像在扔玩具一樣時，開始對它的突破性起了質疑，但研究人員提醒，目前所作的這些判斷都還太早，因為它的規模只是微觀尺度，而它背後的開創性發明確實帶來許多了不起的科學應用，未來這種機械肌肉會應用在電子、機械等高科技產物上，並且跨足人體器官的再造上。