南開大學團隊研獲純蠶絲“人工肌肉”可用于智能織物及柔性機器人
2019-3-19 15:27:10
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近日從南開大學獲悉，該校藥物化學生物學國家重點實驗室劉遵峰教授團隊研獲了一種綠色環(huán)保的純蠶絲“人工肌肉”，可通過感知濕度實現(xiàn)自動伸縮。這種新型“人造肌肉”，不僅可以用于智能織物，在柔軟機器人研發(fā)領(lǐng)域也將大有可為。 將傳統(tǒng)紡織技術(shù)和纖維型“人工肌肉”相結(jié)合是獲得智能紡織品的方法之一。研究人員介紹，雖然碳納米管、石墨烯、聚乙烯、尼龍等纖維材料已被報道用于制備“人工肌肉”纖維，但這些材料很難用作調(diào)節(jié)濕度和體溫的智能紡織品。因為，這些材料具有造價昂貴、工藝復雜、舒適性差等缺點。介紹該成果的論文日前發(fā)表于材料領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《先進功能材料》(AdvancedFunctionalMaterials)上。 劉遵峰團隊利用天然純蠶絲制備了一種新型的“人工肌肉”纖維，不使用化學修飾和添加劑，通過脫膠、加捻、合股、熱定型等常規(guī)工業(yè)流程制作獲得。蠶絲“人工肌肉”在水霧和濕度驅(qū)動下實現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)、拉伸和收縮致動。 為了不需要外界固定就能實現(xiàn)可逆驅(qū)動，劉遵峰團隊開發(fā)了一種扭矩平衡的纖維結(jié)構(gòu)，通過將扭曲的纖維對折、合股，使得蠶絲纖維實現(xiàn)了自平衡。 記者在該實驗室看到，研究人員用蠶絲伸縮肌肉編織了一件玩偶大小的智能上衣，實現(xiàn)了環(huán)境濕度增加時(例如，由于汗水或潮濕環(huán)境)，智能上衣的衣袖長度收縮至原長度的一半；濕度下降時又恢復如初。這種水分敏感的紡織品，可以通過改變宏觀形狀非常有效地實現(xiàn)水分和熱量的管理功能。 劉遵峰稱，由于蠶絲應用廣泛且具有優(yōu)異的穿戴舒適性，蠶絲“人工肌肉”的制作流程符合當前工業(yè)化程序，不需要化學修飾和額外的添加劑，預計它將在工業(yè)應用中開辟更多的可能性，例如智能紡織品和柔性機器人。 （來源：中國新聞網(wǎng)）