Исследовательская группа во главе с профессором Hoon Eui Jeong из факультета машиностроения Ульсанского национального университета науки и техники (UNIST) в Южной Корее успешно разработала новый тип искусственной мышцы, которая может динамически регулировать жесткость. Этот инновационный материал преодолевает ограничения традиционных искусственных мышц, которые « не могут сочетать гибкость и выход силы», может свободно переключаться между мягкостью и гибкостью и жесткостью, а выход энергии при сокращении намного превышает выход человеческих мышц, что приводит к революционному прорыву в таких областях, как робототехника, носимые устройства и медицинские вспомогательные технологии. Результаты соответствующих исследований были опубликованы онлайн в журнале Advanced Functional Materials.
Композитные мышцы, разработанные исследовательской группой, обеспечивают динамическую регулировку жесткости с помощью двойной сшитой полимерной сети: химические связи обеспечивают структурную прочность, физические взаимодействия придают гибкость, в то время как встроенные магнитные частицы с поверхностной обработкой могут точно управлять движением внешним магнитным полем. Экспериментальные данные показывают, что миниатюрная мышца в жестком состоянии (1,25 г) может поддерживать вес в 5 килограммов, что примерно в 4000 раз больше собственного веса; При размягчении растягивается до 12 раз первоначальной длины, деформация усадки достигает 86,4%, рабочая плотность достигает 1150 кДж/м³, что в 30 раз больше, чем у человеческой ткани. Эти характеристики позволяют ему поддерживать высокую производительность энергии и долговременную стабильность без внешнего давления.
« Это исследование преодолевает фундаментальные ограничения традиционных искусственных мышц »,-сказал профессор Чжэн. « Наш композитный материал сочетает в себе высокую растяжимость и высокую прочность, обеспечивая более гибкое решение для мягких роботов, носимых устройств и интерфейсов взаимодействия человека и компьютера ». В настоящее время команда проверила свою способность поднимать объекты с помощью экспериментов с магнитным приводом, и планирует еще больше оптимизировать свойства материала в будущем, чтобы продвигать его масштабное применение в промышленности и медицине.
