雷锋网：MIT成功研制人造肌肉纤维 仿生机器人已在地平线
很多年里，研究人员一直在尝试创造出一种耐用、低成本的人造合成肌肉，但始终没有成功。至今制造出的样品要么太昂贵，无法量产（比如碳纳米管）；要么太脆弱，能耗又太高（说的就是你，形状记忆合金），以至于没有多大实用价值。但就在近日， MIT 的一支研究团队用尼龙纤维制造出了一种十分理想的、能满足所有实用性要求的人造肌肉。根据昨天学术期刊 Advanced Materials发表的报告，这项技术的秘密在于纤维的形状和加热方式。
尼龙纤维有一种很神奇的特性，当你对它们加热的时候，他们会收缩长度，并且增大直径。这使得尼龙纤维成为进行直线运动的理想材料，比如竖直地提起什么东西。但是让尼龙纤维在收缩的同时进行弯曲就不是那么简单了。传统的方法里，让尼龙弯曲需要用到滑轮装置。这增加了系统的重量、复杂度和成本——它们恰恰是是量产新技术最需要减少的三个东西。MIT 团队找到了一种很巧妙的方法绕过这个难题。该团队使用的是普通的尼龙丝。他们先对它压缩处理，把圆形的横截面改为矩形。接着，他们只对纤维的一侧进行加热。这样一来，加热这一侧比未加热一侧收缩得更快，强迫尼龙纤维向受热一侧弯曲。而加热源可以是任何东西，包括电阻发热，化学反应发热和激光发热。这些尼龙纤维出乎意料的非常结实耐用，可以经受 10 万个使用周期，并且可以在一秒内收缩 17 次。下方是 MIT 研究人员对该纤维进行加热弯曲测试的画面，
这一项人造肌肉的突破性进展，在工业和商业领域有广泛的潜在应用。例如可以按照你的体型自动收缩，极度合体的 “智能衣服”，以后买衣服再也不用担心尺寸合不合适。这些纤维还可以被用到汽车、飞机上。还记得今年早些时候宝马推出的吉娜概念车吗？这辆梦幻跑车的车身，覆盖了一层可调节、可扩展的纤维材料做成的“衣服”。有了这种纤维，汽车的“外衣”（外壳）可以在高速行驶时受风力而自动改变形状，最大限度地减小了风阻。
这项技术还可以被应用到自动调节导尿管来打胰岛素。有朝一日，我们甚至会看到这种尼龙纤维应用在仿生机器人上，成为它们的肌肉。遗憾的是，目前还不得而知这种人造纤维离市场化有多远。
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小编补充参考文献：Multidirectional Artificial Muscles from Nylon，Seyed M. Mirvakili, Ian W. Hunter，
Multidirectional artificial muscles are made from highly oriented nylon filaments. Thanks to the low thermal conductivity of nylon and its anisotropic thermal expansion, bending occurs when a nylon beam is differentially heated. This heat can be generated via a Joule heating mechanism or high power laser pulses.