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    我國科學家制備新型“人工肌肉”材料
    發布日期:2016-08-04

    文章來源:中國科學報 黃辛

      復旦大學聚合物分子工程國家重點實驗室彭慧勝教授課題組成功制備出新型纖維狀人工肌肉材料。相關研究成果作為當期的封面文章發表于《自然·納米技術》。

      專家認為,這種導電的人工肌肉材料對溶劑響應具有很高的靈敏度和特異的選擇性,在工業生產和化學品儲存中,可以用來探測毒性溶劑的泄漏和預警。

      科學界對人工肌肉材料的研究很早就開始了,但傳統的溶劑敏感型人工肌肉多是基于功能性的高分子材料,其對溶劑的響應速度較慢,運動形式也相對單一,多是簡單的膨脹或彎曲,且不容易控制。

      彭慧勝團隊以具有高比表面積、優異力學和電學性能的取向碳納米管為基本單元,并對其進行多級螺旋構筑,在纖維內部形成了大量的納米和微米尺度的管道結構,這種多級管道結構可以使溶劑高效快速地滲透到纖維內部,并引起纖維的快速膨脹。當具有多級螺旋結構的碳納米管纖維與有機溶劑(如乙醇)及其蒸汽接觸,可產生優異的扭轉和收縮運動,該類纖維狀人工肌肉還可以產生強勁的收縮響應,其收縮強度是人類骨骼肌的10倍,并可以在幾十毫秒內完成,比傳統的高分子基敏感材料快三個數量級,甚至高于植物界響應最快的植物——食蠅草的“捕食”速度。這種結構設計為制備高性能的智能響應材料和器件提供了一條新途徑,有著廣闊的應用前景。

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