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复旦大学制备新型“人工肌肉”材料

2015年12月28日10:29  来源:《中国科学报》  手机看新闻
原标题:复旦大学制备新型“人工肌肉”材料

 复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室彭慧胜教授课题组成功制备出新型纤维状人工肌肉材料。相关研究成果作为当期的封面文章发表于《自然·纳米技术》。

  专家认为,这种导电的人工肌肉材料对溶剂响应具有很高的灵敏度和特异的选择性,在工业生产和化学品储存中,可以用来探测毒性溶剂的泄漏和预警。

  科学界对人工肌肉材料的研究很早就开始了,但传统的溶剂敏感型人工肌肉多是基于功能性的高分子材料,其对溶剂的响应速度较慢,运动形式也相对单一,多是简单的膨胀或弯曲,且不容易控制。

  彭慧胜团队以具有高比表面积、优异力学和电学性能的取向碳纳米管为基本单元,并对其进行多级螺旋构筑,在纤维内部形成了大量的纳米和微米尺度的管道结构,这种多级管道结构可以使溶剂高效快速地渗透到纤维内部,并引起纤维的快速膨胀。当具有多级螺旋结构的碳纳米管纤维与有机溶剂(如乙醇)及其蒸汽接触,可产生优异的扭转和收缩运动,该类纤维状人工肌肉还可以产生强劲的收缩响应,其收缩强度是人类骨骼肌的10倍,并可以在几十毫秒内完成,比传统的高分子基敏感材料快三个数量级,甚至高于植物界响应最快的植物——食蝇草的“捕食”速度。这种结构设计为制备高性能的智能响应材料和器件提供了一条新途径,有着广阔的应用前景。 (记者黄辛)

(责编:马丽、赵竹青)

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