美国科学家开发了一种新的资料和工艺，适用于制作比生物肌肉更强健、更灵动的人造肌肉。研究成果揭晓正在最新一期《科学》杂志上。

　　由10层可加工的高性能介电弹性体(PHDE)和20个致动器堆叠而成的4X5英寸薄膜。

　　图片莱源：UCLA柔性资料研讨实验室

　　加州大学洛杉矶分校（UCLA）工程学院研究人员称，建立人造肌肉来完成事情并检测力和触觉，一直是科学和工程界的宏大挑衅之一。

　　正在制作人造肌肉层面，虽然很多资料皆很有竞争力，但具有高弹性的轻质介电弹性体（DE）因其柔韧性极佳而备受存眷。绝大多数DE由丙烯酸或硅树脂制成，但这两种资料皆有错误谬误。传统的丙烯酸DE可实现高驱动应变，但须要预拉伸且欠缺灵活性；有机硅更轻易制作，但它们不可以接受高应力。

　　UCLA研讨团队操纵市售化学品并采纳紫外线光固化工艺，制造了一种改良的丙烯酸基资料，该资料更柔韧、可调理且更易于扩大，且没有损失其强度和耐用性。丙烯酸能构成更多的氢键，由而使资料更轻易变形，但研讨人员调整了聚合物链之间的交联，使弹性体更柔嫩、更灵动。然后将获得的薄薄的、可加工的高性能介电弹性体薄膜（PHDE）夹在两个电极之间，以将电能转换为致动器的动能。

　　每张PHDE薄膜都像一根头发一样轻薄，约莫35微米厚，当多层堆叠在一起时，它们就变成了一个微型电动机，可像肌肉组织一样发挥作用，并发生充足的能量来为机器人或传感器的活动给予动力。研究人员已造作出4—50层不等的PHDE薄膜堆叠。

　　装备PHDE致动器的人造肌肉可发生比生物肌肉更多的动力，柔韧性还比自然肌肉高3—10倍。

　　UCLA的研讨利用了“干法”工艺。该工艺用刀片将薄膜分层，然后举行紫外线固化硬化，使各层平均。这加了致动器的能量输出，使设备可支撑更庞大的活动。

　　这类简化的历程，和PHDE的机动和耐用特征，容许制造出新型柔性致动器，其可像蜘蛛腿般蜿蜒跳跃，亦可缠绕和扭转。研究人员还展现了PHDE致动器可以抛掷比薄膜自己重20倍的豌豆巨细的球。当电压翻开和封闭时，致动器还可像隔阂一样收缩和收缩。

　　总编辑圈点：

　　久远来看，现在出现在我们生活中的良多机械人，大概属于机械人的雏形或低级形态。虽然它们可以履行良多指令和操纵，但在良多层面，它们取真正的智能还有必定差异，最基本的一点便是，其表面更像硬邦邦的机械，而不管是机灵的人。试想，卖力赐顾帮衬小朋友或白叟的关照机械人，假如能把钢筋铁骨换成柔嫩的皮肤和肌肉，实际使用体验大概会大大提拔。人工皮肤和人工肌肉的相干研发功效，有助于让机械人变得愈加柔性，还作用它们变得愈加“名副其实”。