Warning!!能自修復的人造肌肉來襲


材料牛注:研究者們研制出一種高彈性的、具有自愈合性能的新型塑料,這無疑是人體修復學中所需的理想材料,并且未來有望通過使用者的意愿控制人造肌肉的運動。圖片2

一個國際科研團隊已經研制出一種彈性極好前所未有的材料,這一材料的問世引起人體修復學的巨大變革,甚至于實現機器人量產。

根據本周Nature Chemistry雜志上發表的一項新的研究表明,這種材料的可延伸量是初始長度的100倍,并且當被刺破時,材料本身能夠自愈合。

這種類似于肌肉的材料柔軟程度驚人,以至于研究者至今未找到適合的拉伸設備將其拉斷。所以該研究團隊中的?Cheng-Hui Li博士和Chao Wang博士分別抓住這一材料的兩端,同時相距越來越遠,最終達到的延伸量為101英尺。

Wang是加州大學費塞德分校一名化學系助理教授,并作為該項研究的合著者。“當我們在設計這一材料時,我們期待其擁有高的彈性是因為我們有意地把耗能部分植入這一聚合物中,”Wang在赫芬頓郵報中說,“但是我們仍舊對此聚合物有如此高的彈性而感到震驚。”圖片3

這種材料是由一種可延展的、類似于塑料的彈性聚合物的網狀組織構成,并且相互結合在一起。科學家不僅測試了它的彈性,還在電場下震動,并發現其有類似于肌肉的抽搐或跳動的反應。當溫度低至-20攝氏度時,研究者發現這種材料在相互接觸的條件下,也可以自愈合任何缺口或孔洞。

“主要地來講,這些聚合物是通過金屬離子和配體間的相互連接而形成的,就像一個巨大的網,”斯坦福大學化學工程的教授,同時也是該項研究第一作者Zhenan Bao博士解釋道,“每一個金屬離子連接至少兩個配體,所以如果一個配體從一端斷裂,金屬離子在另一端仍連接著一個配體。當應力得到釋放且距離其他的配體很近時,離子便可以很快地再次連接上。”

研究者得出結論,這種材料具有得天獨厚的性能,如高彈性和自愈合性,使得其成為人體修復學中的理想材料。該材料甚至還有可能賦予假肢如同人體一樣的活動能力,或者可以受到佩戴者意志的控制。

“在未來,這種材料可以與神經元細胞相連,并且通過體內神經元細胞發出的信號作為驅動力。”Wang說。一位美國南卡羅來納州克萊姆森大學高分子化學研究者Dr.?Marek Urban,他雖然從未涉及過這一研究,但對于Wang的研究表示認同。

他在?Science 雜志上說,這種最新材料有可能用于制造用于假肢上的人造肌肉,比如對于那些曾經用過假肢的殘疾人或者用于移動東西的機器人。“這是一項非常有趣并且極其有價值的研究。”Urban說。

原文鏈接:This Self-Healing, Muscle-Like Material Could Revolutionize Prosthetics, Scientists Say

本文由編輯部楊洪期提供素材,張怡編譯,劉宇龍審核。

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