我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型纖維狀“人工肌肉”材料

　　衣服可否在冷的時(shí)候變厚、熱的時(shí)候變??？家里的百葉窗能否根據(jù)環(huán)境變化自動(dòng)打開和關(guān)閉？義肢的反應(yīng)靈敏度會比人體肌肉還快嗎……這些情景不僅會在科幻電影和科幻小說里出現(xiàn)，經(jīng)過科學(xué)家在“人工肌肉”材料領(lǐng)域的探索研究，有些已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

　　記者獲悉，復(fù)旦大學(xué)彭慧勝教授課題組通過對碳納米管的多級螺旋組裝，成功制備出一種新型纖維狀“人工肌肉”材料，為制備高性能智能響應(yīng)材料和敏感器件開辟了全新思路。該研究成果已于近日在線發(fā)表于國際頂級期刊《自然－納米技術(shù)》。

　　事實(shí)上，科學(xué)界對“人工肌肉”材料的研究很早就開始了，但傳統(tǒng)的“人工肌肉”材料多是基于功能性的高分子材料，對溶劑的響應(yīng)速度很慢，運(yùn)動(dòng)形式單一，只是簡單的膨脹或彎曲，不容易控制。

　　與前人研究不同的是，彭慧勝團(tuán)隊(duì)使用的碳納米管具有很高的比表面積，質(zhì)量輕、導(dǎo)電性好，且收縮強(qiáng)度是人類骨骼肌的１０倍，甚至高于植物界響應(yīng)最快的植物——食蠅草的“捕食”速度。

　　此外，該新型纖維狀“人工肌肉”還具備防毒功能。實(shí)驗(yàn)證明，這種導(dǎo)電的人工肌肉材料對溶劑響應(yīng)具有很高的靈敏性和選擇性，在工業(yè)生產(chǎn)和化學(xué)品儲存中，可以用來探測毒性溶劑的泄漏和預(yù)警。簡單來說，在生產(chǎn)或儲存過程中，有毒溶劑及其蒸氣過量或泄漏時(shí)，人工肌肉材料與危險(xiǎn)溶劑或蒸氣接觸，會自動(dòng)智能地伸縮或旋轉(zhuǎn)，從而觸動(dòng)警報(bào)或安全閥門的開關(guān)，發(fā)出警報(bào)告知工作人員，或是關(guān)閉通道防止危險(xiǎn)溶劑及蒸氣進(jìn)一步擴(kuò)散，減少對人體的危害，將發(fā)生安全事故的可能性降到最低。

　　彭慧勝表示，下一步，研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)完善這項(xiàng)研究。目前，該研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)通過對“人工肌肉”的纖維進(jìn)行表面改性，實(shí)現(xiàn)了對水的收縮和旋轉(zhuǎn)響應(yīng)，并制成了可感應(yīng)濕度變化的智能窗簾。窗簾通過感應(yīng)濕度的變化，智能地展開或閉合，調(diào)節(jié)展開的幅度大小，從而影響房間內(nèi)的濕度變化。