日前,南開大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)國家重點實驗室劉遵峰團隊研發(fā)了一種新型的人工肌肉,它是由綠色環(huán)保的純蠶絲通過脫膠、加捻、合股、熱定型等工藝流程制備的一種新型的“人工肌肉”纖維,可在水霧和濕度驅(qū)動下實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)、拉伸和收縮。因而,通過感知濕度來實現(xiàn)人工肌肉的自動伸縮的,可用于柔軟機器人和智能織物。
劉遵峰團隊開發(fā)了一種扭矩平衡的纖維結(jié)構(gòu),通過將扭曲的纖維對折、合股,使得蠶絲纖維實現(xiàn)自平衡,不需要固定就能實現(xiàn)可逆驅(qū)動。當暴露在水霧中時,扭轉(zhuǎn)人工肌肉纖維實現(xiàn)完全可逆扭轉(zhuǎn)行程。當相對濕度從20%變?yōu)?0%時,該人工肌肉的收縮率為70%。這是因為蠶絲纖維吸水后誘導(dǎo)蛋白分子內(nèi)氫鍵的損失和相關(guān)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。
應(yīng)用人工肌肉編織了一件玩偶的智能上衣,當環(huán)境濕度增加時,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(fù)如初。