中新網合肥9月15日電 (記者 吳蘭)模仿自然界中動物卓越的肌肉性能，近日中外學者聯手設計出一種液態金屬人工肌肉模仿肌肉的收縮及舒張功能。這種超強的人工肌肉在不同pH溶液中工作，最大伸展速度達到15毫米/秒，且這種“人工肌肉”所需的驅動電壓極小。
記者15日從中國科學技術大學獲悉，相關研究成果近日發表在材料領域知名期刊《先進材料》(Advanced Materials)上。
漂泊信天翁可以連續飛行幾十天不休息，獵豹捕獵時最快速度能達到29米/秒……自然界中動物特異的運動能力很大程度上得益于其卓越的肌肉性能。研制能夠模仿肌肉運動如伸縮、旋轉、彎曲等人工肌肉，一直是人類的夢想。
據介紹，新興的基于形狀記憶合金以及碳基復合物等材料的人工肌肉雖然相比于傳統電氣、液壓、氣壓驅動器具有體積輕小、結構緊湊、價格低廉等優勢，但其需要高驅動電壓、應變小、響應慢等缺陷嚴重限制了其應用。
中國科學技術大學工程科學學院張世武教授、金虎副研究員聯合英國伯明翰大學唐詩楊博士、澳大利亞伍倫貢大學李衛華教授、蘇州大學李相鵬教授以及美國北卡羅來納州立大學Michael Dickey教授等組成的中外聯合研究組提出了一種基于電化學方法改變液態金屬表面張力的液態金屬人工肌肉來模仿肌肉的收縮及舒張功能。
研究顯示，這種超強液態金屬人工肌肉，舒張時驅動電壓僅需0.5伏，收縮時僅需4伏。在0.25赫茲電壓驅動下，能提供約20毫牛拉力、40毫牛推力，超過1毫米的驅動行程。
為了驗證驅動性能和應用潛力，該研究還展示了這種液態金屬人工肌肉在編碼顯示、貨物運載、可重構光學器件中的應用，并開發了一種自主游動的單尾鰭仿生機器魚。該仿生機器魚僅由一節3.7伏鋰電池供電，在2赫茲電壓信號驅動下，機器魚游動速度能達到每分鐘10厘米，續航時間達40分鐘。(完)