物理科技生物学-PHYICA

由液晶弹性体利用夜巴黎直播电纺成的人造纤维的性能类似于人的肌肉纤维

技术工程 2022-01-14 21:54:41

Artificial fiber spun from liquid crystal elastomer using electricity performs like human muscle fiber加州大学的一组研究人员开发了一种制造人造纤维的方法,这种纤维的性能与人类肌肉纤维非常相似。在他们发表在《科学机器人》杂志上的论文中,研究人员描述了他们的过程以及测试时纤维的工作情况。多年来,科学家们一直试图创造一种人造肌肉,既能替代人类患者失去的肌肉,又能赋予机器人类似人类的品质。这些努力在某些方面获得了回报。非常像人类肌肉纤维的纤维已经被创造出来,但是由于其复杂的性质,它们的反应时间很慢。在这项新的努力中,研究人员开发了一种制造人造纤维的方法,这种纤维具有人类肌肉类型的反应时间。

这项新技术包括使用一种叫做静电纺丝的工艺,这是一种为智能纺织品开发了十年的老工艺,在某些情况下用于组织再生。在他们的方法中,研究人员从液晶弹性体(LCE)开始,这是一种聚合物。他们创造了一种含有少量LCE的溶液,并将其吸入一个非常小的类似注射器的装置中。然后,他们将该装置置于非常高的电压下,导致聚合物以非常细的流从装置的顶端喷出。水流被引向作为收集器的旋转金属网。随着气流的干燥,它形成了直径为10到100微米的弹性纤维,这取决于设备顶端的孔的大小。对这种纤维的测试表明,它具有与人体肌肉纤维相似的性能,如抗张强度、高功率密度和快速响应。他们还发现纤维可以通过加热或近红外光激活(收缩)。

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