扭曲和螺旋聚合物纖維已被證明是一種制造人造肌肉的簡單方法。先前的自螺旋方法僅限于制備低彈簧指數(shù)的肌肉。若制備大彈簧因子肌肉或者紗線，必須將纖維纏繞在芯軸上。然而芯軸隨后需要被移除，從而產(chǎn)生多余的廢料，極大增大了制備難度和成本且限制了工業(yè)化生產(chǎn)。該無芯軸制備大彈簧因子肌肉的方法，打破了這一困局，在無需芯軸的條件下實現(xiàn)彈簧因子可調(diào)可控，極大降低生產(chǎn)成本，為大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化人工肌肉提供了高效經(jīng)濟的新方法。
圖4. 大彈簧因子人工肌肉的多樣化應(yīng)用。
該項工作顛覆了當(dāng)前對必須依靠芯軸才可制備具有大彈簧因子人工肌肉的認(rèn)知，為大規(guī)模高效經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)化大彈簧因子人工肌肉提供了新方法。同時，單根肌肉纖維長度方向彈簧因子可調(diào)為實現(xiàn)機器人復(fù)雜運動和開發(fā)新的運動模式提供了新的設(shè)計思路。該工作以“Mandrel-free fabrication of giant spring-index and stroke muscles for diverse applications”為題發(fā)表在《Science》上（Science 387, 1101-1108, 2025）。Mengmeng Zhang研究員是文章的第一作者，Shaoli Fang 教授和Ray H. Baughman院士是文章的通訊作者。該無芯軸人工肌肉制備技術(shù)及相關(guān)機器人和智能織物應(yīng)用已經(jīng)申請美國專利。該文章入選當(dāng)期Science期刊亮點文章，同期發(fā)表在《Science》長評論文章“Ply for a large stroke”（Science 387, 1038-1039, 2025）對該團隊的研究成果進行了專題總結(jié)和未來展望。
原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr6708
下載:Mandrel-free fabrication of giant spring-index and stroke muscles for diverse applications
- 南開劉遵峰教授課題組招收2026年入學(xué)推免碩士、直博生等 - 材料學(xué)、化學(xué)、高分子、生物學(xué)、紡織與纖維、計算模擬、電子信息... 2025-06-13
- 廣東工業(yè)大學(xué)邱學(xué)青教授/朱東雨副教授 Small: 基于木質(zhì)素微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控構(gòu)建全生物質(zhì)基大裂紋自修復(fù)人工肌肉 2025-04-18
- 南開大學(xué)劉遵峰教授課題組招收博士生（2025年入學(xué)）、師資博士后等 - 材料學(xué)、化學(xué)、高分子、物理、生物學(xué)、紡織與纖維、金屬、計算模擬、電子信息等 2025-04-17
- 江南大學(xué)魏取福/呂鵬飛團隊《Adv. Funct. Mater.》：具有Janus潤濕性的動態(tài)可調(diào)亞環(huán)境日間輻射冷卻超織物 2023-04-30
- 杭電張鑒研究員團隊 Small：具有納米級高分辨率、動態(tài)可調(diào)的水凝膠基超表面 2022-10-30
- 南京林業(yè)大學(xué)付宇教授和哥廷根大學(xué)張凱教授團隊 Nano Lett.：動態(tài)可調(diào)的輻射制冷納米纖維素氣凝膠用于節(jié)能房屋 2022-05-09
- 江南大學(xué)王潮霞教授/滑鐵盧大學(xué)Yuning Li 教授 JMST：創(chuàng)新可穿戴技術(shù)-傳感和能量收集的智能織物 2024-08-20
