人工肌肉Artificial muscles，是下一代機(jī)器人不可或缺的組成部分，能夠模仿生命系統(tǒng)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。然而，人工肌肉的實(shí)際應(yīng)用需要包括應(yīng)變、應(yīng)力、能量密度和高機(jī)械強(qiáng)度的致動(dòng)參數(shù)的最佳組合。

近日，韓國科學(xué)技術(shù)院（Korea Advanced Institute of Science and Technology)In Ho Kim，Sang Ouk Kim等，在Nature Nanotechnology上發(fā)文，報(bào)道了哺乳動(dòng)物骨骼肌激發(fā)的單纖維和束，具有較大而強(qiáng)的收縮驅(qū)動(dòng)。在單軸液晶基質(zhì)中，使用剝離的石墨烯填料，實(shí)現(xiàn)了較大工作容量和快速響應(yīng)的光熱驅(qū)動(dòng)。

此外，電開關(guān)原位監(jiān)測(cè)了石墨烯填料的可逆滲流，其主要由介觀結(jié)構(gòu)的熱力學(xué)構(gòu)象轉(zhuǎn)變引起的。這種動(dòng)態(tài)滲濾行為，有效地增強(qiáng)了致動(dòng)器纖維的機(jī)械性能，特別是在收縮的致動(dòng)狀態(tài)下，使哺乳動(dòng)物肌肉樣品，實(shí)驗(yàn)了可靠地可逆致動(dòng)。利用機(jī)械柔順的纖維結(jié)構(gòu)，智能執(zhí)行器，很容易集成到強(qiáng)大的線束，以及光驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程控制的高功率軟機(jī)器人。

可逆滲透的人類肌肉仿生單纖維致動(dòng)器

圖1：類人肌Human-muscle-like人工肌纖維

圖2：具有可逆電滲透的高度對(duì)準(zhǔn)的液晶彈性體纖維liquid crystal elastomers fibre LCF和石墨烯液晶彈性體纖維graphene，G-LCF.

圖3：石墨烯液晶彈性體纖維G-LCFs的快速光熱驅(qū)動(dòng)。

圖4：基于人工肌肉的定制執(zhí)行器演示。

文獻(xiàn)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41565-022-01220-2

https://www.nature.com/articles/s41565-022-01220-2.pdf

DOI:https://doi.org/10.1038/s41565-022-01220-2