人体的肌肉是惊人的。它们可以根据大脑的指令伸展和收缩而不会受到伤害,甚至在受伤时可以自行愈合。人工模拟肌肉总是落后于这种能力。然而,研究人员最近声称,与人类肌肉相当的人造肌肉即将出现。

在最近的一项研究中,斯坦福大学的研究人员详细介绍了他们开发的一种具有优异弹性和自愈能力的聚合物,这种聚合物将来可以用来制造人造肌肉。这种类似橡胶的材料可以延伸到原来长度的45倍,并迅速反弹到原来的形状,其性能远远优于其他类似材料。它还能在极低的温度下自行修复缝隙和裂缝,这是其他以前的模拟肌肉材料未能完成的重大突破。

为什么称之为重大突破?早在2000年,科学家们就已经证明,一些橡胶状聚合物可以延伸到其原始长度的三倍,而其他聚合物可以自我修复。然而,从那以后,他们就再也找不到一种能结合这两种功能的材料了。这种材料对于制造像人类肌肉一样强壮的人造肌肉是必不可少的。

这一突破是由于一种叫做“交联反应”的化学键合方法的技术进步。这种聚合物由相互连接的分子链组成,有点类似于连续连接的栅栏。这些分子链就像许多在交叉点用松紧带固定的绳子。通过这种方式,分子链相互连接,从而允许材料自由变形。新聚合物的生产归功于这些“弹性带”弹性的提高。

这种合成材料仍有一些不足,不能满足真正人类肌肉的标准。例如,在某些条件下,材料不能像在理想环境中那样自由膨胀和收缩,这也意味着使用人造肌肉的机械臂不能总是像人的手臂一样灵活。

除了人造肌肉,实验室还在研究和制造人造皮肤。通过对这两种技术的研究,我们正在朝着制造假肢的方向迈进。

蝌蚪绅士编译自融合,译者林余明,转载必须授权

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