这种新纤维由MIT博士后Mehmet Kanik和研究生SirmaÖrgüç等开发,与教授Polina Anikeeva,Yoel Fink,Anantha Chandrakasan和C.CemTaşan合作。
原理简单,效果惊人:MIT人造纤维能举起650倍于自身的重量研究人员使用纤维拉伸技术将两种不同的聚合物组合成单股纤维。该过程的关键是将两种具有非常不同的热膨胀系数的材料粘合在一起,这意味着它们在加热时具有不同的膨胀率。
纤维的内部结构
许多恒温器中都使用了该原理,例如,使用双金属片作为测量温度的方式。随着接合材料的加热,想要更快膨胀的一侧被另一种材料阻挡。结果就是,粘合材料会卷曲,朝向膨胀更缓慢的一侧弯曲。
实验中使用的两种聚合物是COCe和HDPE
使用两种不同的聚合物粘合在一起,分别是一种非常易拉伸的环状共聚物弹性体和一种更硬的热塑性聚乙烯,MIT研究人员制造了一种纤维,当拉伸到其原始长度的几倍时,自然形成一个紧密的线圈,与黄瓜产生的卷须非常像。
研究人员称,这些基于纤维的致动结构是可控的,由热和光控制,可以举起自身体重650倍的重量,并能承受>1000%的拉力。
意外收获:人造肌肉能拉伸10000次研究人员第一次体验这种人造肌肉时,接下来发生的事情让他们十分惊喜。“这里面有很多意外的收获,”研究人员说。
当Kanik第一次拿起盘绕的纤维时,他的手的温度就足以使纤维更紧地卷曲起来。
根据这一观察,他发现,即使温度只是稍稍升高,纤维也会收紧,产生惊人的强大拉力。然后,一旦温度下降,纤维就恢复到原来的长度。