釣魚線變人造肌肉,力量達百倍

作者 | 發布日期 2014 年 02 月 21 日 11:54 | 分類 生物科技 , 醫療科技
14022101-01

科學家使用普通的釣魚線和縫紉用線,製造出人造肌肉纖維,所產生的力量可達人類肌肉的 100 倍,未來希望能用在機器人、義肢,或是能隨溫度調節孔隙「智慧型」布料上。




過 去的人造肌肉主要由金屬線和奈米碳管製成,但成本太高且難以駕馭,因此科學家採用聚乙烯和尼龍製成的高強度聚合物纖維,這種材料較便宜且很常見,像是釣魚 線與縫線。科學家將這兩種材質扭曲、盤繞成束,以製成人造肌肉,並利用溫度的改變使其放鬆或收縮。當溫度上升時,肌肉會扭曲收縮,產生力量;冷卻時,肌肉 會放鬆,溫度的調節可藉由電池或是氣溫的變化。

根據 Science 期刊的報導,一束人工肌肉的直徑約是人類髮絲的 10 倍,收縮時可舉起 7.25 公斤,是同樣大小天然肌肉的 100 倍,如果將 100 束聚集模擬天然肌肉的作用,則幾乎可以舉起一噸的重量,這意味此人工肌肉可用於任何需要「超人力」的裝置上。

(圖片來源:University of Texas, Dallas)

目前科學家正著眼於穿戴式外骨骼的應用,希望這種用電池供電的肌肉,能幫助腰部以下癱瘓的病人重新站起來,甚至行走,但由於大小和重量的關係,限制了使用者的靈活性。

此外由於它的體積小,也可以用在較小尺度的裝置上,可以讓人形機器人面部表情更逼真,或是進行微創手術;至於有趣的實用用途是自動調溫衣物,研究人員用聚合物線圈織成「可以呼吸」的材質,織料孔隙會隨氣溫打開或關閉,幫助通風或防風。

這項研究已發表在 Science 期刊上,由美國、加拿大、澳洲、南韓、土耳其與中國大陸科學家協力展開。

(封面圖片來源:University of Texas, Dallas)

關鍵字:

發表迴響