科学家研制出新型收缩纤维

摘要:

据外媒报道,科学家们最新研制出一种可收缩纤维,可用于机器人、假肢或其他机械和生物医学等应用。

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由麻省理工学院研究团队发表在《科学》杂志上论文指出:“虽然许多不同的方法被用于制造人造肌肉,包括液压系统、伺服电机、形状记忆金属和对刺激作出反应的聚合物,但它们都有局限性,包括高重量或慢响应时间。我们研制的这种基于纤维的材料非常轻,而且反应非常迅速。”

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研究人员使用纤维拉伸技术将两种不同的聚合物结合成一股纤维。这一过程的关键是将两种热膨胀系数相差很大的材料结合在一起,来保障它们在受热时具有不同的膨胀率。

同时这两种聚合物分别是一种非常可拉伸的环状共聚物弹性体和一种更硬的热塑性聚乙烯,在保证能够快速拉伸的同时纤维具有更强的硬度。通过测试,这种纤维在重复了10000次收缩和扩张的过程后仍然很强劲。

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研究人员解释说:“这种纤维的尺寸范围很广,从几微米(百万分之一米)到几毫米(千分之一米)宽,而且很容易批量生产,长度可达数百米,并且单根纤维能够提供高达自身重量650倍的负载。”

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“而且还能够通过“编程”来自定义纤维被加热时发生的拉紧程度。这使得材料能够精确地调整到所需力的大小以及触发该力所需的温度变化的大小。”

“这种材料的可能性实际上是无限的,因为几乎任何两种材料的组合都能产生不同的热膨胀率,这就为探索更多不同的组合留下了广阔的空间。”

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