人造肌肉制造材料

发布网友 发布时间：2024-10-23 22:06

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热心网友 时间：2024-10-25 08:39

自1990年代中期以来，Bar-Cohen一直在国际EAP研究领域担任非正式协调人，见证了电活化聚合物材料的发展历程。起初，他对科技论文中的描述持保留态度，但在NASA的资金支持下，他深入了解了该领域的进展，并在短短数年内积累了深厚的知识。他组织了首个科技研讨会，创办了EAP时事通讯，创建了网站，并撰写了两本相关著作。

在JPL的一座研究楼里，Bar-Cohen的工作台上展示着各种电动致动器原型和测试设备。他回顾了寻找替代电动马达的研究历史，压电陶瓷一度是热门技术，但在电活化聚合物（EPAs）出现后，人们开始寻求更轻便的解决方案。他拿起一块浅灰色的PZT碟子，解释说，电流能使它收缩或膨胀，尽管变形微小，但这一特性在某些应用中极具价值。例如，他们正在与JPL的同事和Cybersonics公司的工程师合作，利用PZT碟子驱动的冲击钻，通过高频振动钻入岩石。

高分子液晶聚合物被科学家视为硅的潜在替代品，因为它们具有更好的柔韧性和成本效益。科学家们利用液晶聚合物的形变和反应特性来制造“人造肌肉”，这种材料在电流作用下能模仿人类肌肉的收缩和弯曲，使得机器人四肢的运动更加灵活。与传统的硅制假肢相比，这种“人造肌肉”技术展现了更高的潜力。

人造肌肉的研究开始于20世纪40年代，但真正取得进展则是最近10余年的事，这是由于近年来特殊聚合体材料和智能材料的诞生，为人造肌肉的研究提供了新的发展契机，那些新材料往往具有一些不同凡响的本领，一些材料可以根据电流变化呈现出各种复杂的状态，例如，弯曲、延伸、扭动和收缩等，并且它们的行为非常接近真正的肌肉纤维。开发人造肌肉不仅对医学具有重大意义，而且对机器人技术的发展也至关重要。