我國科學(xué)家制備新型“人工肌肉”材料
2015-12-28 來源:中國聚合物網(wǎng)
復(fù)旦大學(xué)聚合物分子工程國家重點實驗室彭慧勝教授課題組成功制備出新型纖維狀人工肌肉材料。相關(guān)研究成果作為當(dāng)期的封面文章發(fā)表于《自然·納米技術(shù)》。
專家認(rèn)為,這種導(dǎo)電的人工肌肉材料對溶劑響應(yīng)具有很高的靈敏度和特異的選擇性,在工業(yè)生產(chǎn)和化學(xué)品儲存中,可以用來探測毒性溶劑的泄漏和預(yù)警。
科學(xué)界對人工肌肉材料的研究很早就開始了,但傳統(tǒng)的溶劑敏感型人工肌肉多是基于功能性的高分子材料,其對溶劑的響應(yīng)速度較慢,運動形式也相對單一,多是簡單的膨脹或彎曲,且不容易控制。
彭慧勝團隊以具有高比表面積、優(yōu)異力學(xué)和電學(xué)性能的取向碳納米管為基本單元,并對其進行多級螺旋構(gòu)筑,在纖維內(nèi)部形成了大量的納米和微米尺度的管道結(jié)構(gòu),這種多級管道結(jié)構(gòu)可以使溶劑高效快速地滲透到纖維內(nèi)部,并引起纖維的快速膨脹。當(dāng)具有多級螺旋結(jié)構(gòu)的碳納米管纖維與有機溶劑(如乙醇)及其蒸汽接觸,可產(chǎn)生優(yōu)異的扭轉(zhuǎn)和收縮運動,該類纖維狀人工肌肉還可以產(chǎn)生強勁的收縮響應(yīng),其收縮強度是人類骨骼肌的10倍,并可以在幾十毫秒內(nèi)完成,比傳統(tǒng)的高分子基敏感材料快三個數(shù)量級,甚至高于植物界響應(yīng)最快的植物——食蠅草的“捕食”速度。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計為制備高性能的智能響應(yīng)材料和器件提供了一條新途徑,有著廣闊的應(yīng)用前景。
專家認(rèn)為,這種導(dǎo)電的人工肌肉材料對溶劑響應(yīng)具有很高的靈敏度和特異的選擇性,在工業(yè)生產(chǎn)和化學(xué)品儲存中,可以用來探測毒性溶劑的泄漏和預(yù)警。
科學(xué)界對人工肌肉材料的研究很早就開始了,但傳統(tǒng)的溶劑敏感型人工肌肉多是基于功能性的高分子材料,其對溶劑的響應(yīng)速度較慢,運動形式也相對單一,多是簡單的膨脹或彎曲,且不容易控制。
彭慧勝團隊以具有高比表面積、優(yōu)異力學(xué)和電學(xué)性能的取向碳納米管為基本單元,并對其進行多級螺旋構(gòu)筑,在纖維內(nèi)部形成了大量的納米和微米尺度的管道結(jié)構(gòu),這種多級管道結(jié)構(gòu)可以使溶劑高效快速地滲透到纖維內(nèi)部,并引起纖維的快速膨脹。當(dāng)具有多級螺旋結(jié)構(gòu)的碳納米管纖維與有機溶劑(如乙醇)及其蒸汽接觸,可產(chǎn)生優(yōu)異的扭轉(zhuǎn)和收縮運動,該類纖維狀人工肌肉還可以產(chǎn)生強勁的收縮響應(yīng),其收縮強度是人類骨骼肌的10倍,并可以在幾十毫秒內(nèi)完成,比傳統(tǒng)的高分子基敏感材料快三個數(shù)量級,甚至高于植物界響應(yīng)最快的植物——食蠅草的“捕食”速度。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計為制備高性能的智能響應(yīng)材料和器件提供了一條新途徑,有著廣闊的應(yīng)用前景。
版權(quán)與免責(zé)聲明:本網(wǎng)頁的內(nèi)容由中國聚合物網(wǎng)收集互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享,并不意味著贊同其觀點或證實其真實性,也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺,不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán),請聯(lián)系我們及時修改或刪除。郵箱:info@polymer.cn。未經(jīng)本網(wǎng)同意不得全文轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。
(責(zé)任編輯:xu)
相關(guān)新聞
- 得克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校 Ray H. Baughman 院士團隊 Science:無芯軸制備大彈簧因子人工肌肉 2025-03-10
- 清華大學(xué)趙慧嬋團隊 AFM:分米尺度的靜電驅(qū)動柔性人工肌肉新進展 2025-01-18
- 北航程群峰教授團隊 Sci. Adv.:創(chuàng)制了MXene復(fù)合纖維人工肌肉 2025-01-09
- 復(fù)旦大學(xué)彭慧勝教授課題組招聘博士后 2022-02-08
- 復(fù)旦大學(xué)彭慧勝、陳培寧團隊Nature: “穿”在身上的顯示器 - 全柔性織物顯示系統(tǒng) 2021-03-11
- 復(fù)旦大學(xué)彭慧勝教授團隊開發(fā)出可注射植入的柔性纖維電池 2021-01-21