【研究人員進肌肉紡紗】

明道發表於 2014-11-12 04:58:38

【研究人員進肌肉紡紗】
 

 
做麻花：捲曲纖維肌肉做繁重的工作
 一個國際研究小組提出了人工肌肉 — — 基於高強度聚合物纖維 — — 不尋常的簡單方法。
 不需要複雜或昂貴的材料，可以從簡單的聚合物，用於製作釣魚線或縫紉線生產的肌肉。
 當加熱時，這些纖維可以縮短或延長遠遠超過生物肌肉，並且可以用於各種各樣的應用，作為溫敏百葉窗，智慧服裝和機器人技術。
 合成筋
 擴大和收縮到某種形式的刺激反應的材料可用於機器人，在那裡他們用來製造磁碟機或人工肌肉纖維，並在小尺度在哪裡他們可以生產感應器晶片實驗室設備上。
 開發了眾多的設計為這類材料，如更改形狀在電場的作用 — — 回應的形狀記憶材料 — — 金屬或聚合物，存在於兩個階段，可以因此突然縮短或延長在特定的溫度 — — 或電活性聚合物 — — 和電化學刺激的碳納米管紗。
 所有這些，但是，有局限性。形狀記憶金屬可以降解後為數有限的週期，並顯示不同數量的遲滯（願改變階段）。
 外地電動聚合物可以要求好高騖遠高欄位中的更改。
 此外，所有這些材料 — — 尤其是碳納米管紗 — — 高度專業化和可能很昂貴。
 在新的研究中，雷鮑曼和同事們的但在德克薩斯大學達拉斯分校，並在加拿大、韓國、土耳其、中國和澳大利亞，新南威爾斯省的合作者採取簡單的策略。
 與大多數材料，不同的聚合物纖維往往縮短加熱時，因為作為系統增加熵，聚合物鏈變得更混亂。
 就其本身而言，這種收縮是很小 — — 溫度 250 K 增加約 4%。然而，更重要的是當鏈變得更加混亂，纖維變得更稠。
 扭曲的肌腱
 鮑曼的團隊工作出一個簡單的辦法來使用此徑向膨脹，放大，或者到扭轉熱收縮。
 研究者們開始用一種纖維組成的高度有序，線性聚合物鏈，然後把它扭反復，變成螺旋鏈。
 當加熱的纖維呈放射狀展開時，這增加的個別鏈螺旋路徑，從而使轉矩纖維的聚合物鏈緊張加劇造成它，試圖解開的長度。
 接下來，研究人員纏繞扭曲的纖維成線圈。他們表明，是否線圈在同一方向的纖維已扭曲、解纜扭矩引起加熱線圈，收緊，以縮短達 49%。
 更值得注意的是，如果線圈以相反的方式 — — 即一個傷口按順時針方向和其他逆時針 — — 加熱西港島線導致線圈延長達 69%。
 這遜色于人體的骨骼肌肉，可以展開和收縮 20%左右，最多，儘管肌肉很多倍，更有效地使用能源。
 拉自己的體重
 利用肌肉 — — 徑向熱膨脹係數與軸向熱收縮相結合 — — 的基本力學性能都可以買到的許多聚合物中在一家五金商店。
 為了生產高強度肌肉，研究人員專注強聚合物聚乙烯釣魚線、尼龍縫紉線等。
 他們使用這些，展示他們的肌肉在各種各樣的日常應用程式如百葉窗打開和關閉在溫度或紡織品變化的回應與螺旋的聚合物執行緒交織在一起以便毛孔打開隨著溫度的增加。
 在未來，這些可以用於服裝，讓更多的熱量來逃避如果佩戴者變得太熱。
 我們有很多的改善，使市民，說鮑曼，但這些肌肉已經準備好商業部署。
 他們都很便宜，使 — — 你不必非得前體和您很容易可以大量的肌肉地獄。
 理查 · James，形狀記憶高分子材料在美國，明尼蘇達大學的一位專家認為這不是一個巨大的突破，但它是非常聰明和我非常喜歡讀它。
 他認為的最有價值的部分，研究的是幾何效應，一個螺旋的線圈會放大應變產生，雖然他注意到超過 200 K 溫度變化，以產生最大的菌株，可能會在應用程式中出現問題。
 它是一種有趣的方法，他的結論。
 可以想像人們可能結合這形狀記憶纖維不會還有待聚合物。
 這項研究發表在科學. 
 關於作者
 Tim Wogan 是一個總部設在英國的科學作家
 
 
引用：<A href="http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Ffeb%2F20%2Fresearchers-spin-a-yarn-into-a-muscle">http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Ffeb%2F20%2Fresearchers-spin-a-yarn-into-a-muscle</A>

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