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南開大學研獲新材料:純蠶絲“人工肌肉”
2019-03-18 15:03
來源:北方網
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  天津北方網訊:如果有件智能衣服,可以感知皮膚表面濕度,出汗時長袖變為短袖,汗干后又恢復如初,那將多么神奇。如今,這一設想已經成為可能。南開大學藥物化學生物學國家重點實驗室劉遵峰教授團隊研獲了一種綠色環保的純蠶絲“人工肌肉”,可通過感知濕度實現自動伸縮。這種新型“人工肌肉”,不僅可以用于智能織物,在柔軟機器人研發領域也將大有可為。日前,介紹該成果的論文發表于材料領域國際權威期刊《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)上。

  如今,人們在智能紡織品的開發方面取得了不錯的進展,制造出來的紡織品具有能量儲存、自清潔、顏色變化、溫度和濕度調節等新型功能?!叭綣鬧紡芄歡允認煊?,通過調節宏觀形狀或孔隙率實現水分和熱量管理,將會為人們提供更多的舒適體驗。這一設想,引起了我們極大的興趣?!繃踝穹逅?。

  劉遵峰團隊利用天然純蠶絲制備了一種新型的“人工肌肉”纖維,不使用化學修飾和添加劑,通過脫膠、加捻、合股、熱定型等常規工業流程制作獲得。蠶絲“人工肌肉”在水霧和濕度驅動下實現了扭轉、拉伸和收縮致動。為了不需要外界固定就能實現可逆驅動,劉遵峰團隊開發了一種扭矩平衡的纖維結構,通過將扭曲的纖維對折、合股,使得蠶絲纖維實現了自平衡。

  記者在該實驗室看到,研究人員用蠶絲伸縮肌肉編織了一件玩偶大小的智能上衣,實現了環境濕度增加時(例如,由于汗水或潮濕環境),智能上衣的衣袖長度收縮至原長度的一半;濕度下降時又恢復如初。這種水分敏感的紡織品,可以通過改變宏觀形狀非常有效地實現水分和熱量的管理功能。

  “由于蠶絲應用廣泛且具有優異的穿戴舒適性,蠶絲‘人工肌肉’的制作流程符合當前工業化程序,不需要化學修飾和額外的添加劑,我們預計它將在工業應用中開辟更多的可能性,例如智能紡織品和柔性機器人?!保ń蛟菩攣瘧嗉跤保?/p>

 

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