日本理化學研究所課題組長會田卓三(兼任東京大學教授)和國立材料科學研究所研究員佐佐木隆吉領導的研究小組,成功開發出了一種像肌肉一樣運動的水凝膠。水凝膠是一種果凍狀物質,通過將水分子限制在網狀物質之間而失去流動性,看起來它將非常接近人造肌肉的實現。

 常規動力源包括金屬電機和液壓裝置。這些對於進行大規模工作很有好處。另一方面,需要具有輕便靈活特性的電源來協助工廠、醫療和康復場所的人類工作。由水凝膠製成的人造肌肉作為實現這種力量的候選者而引起人們的關注。然而,傳統的水凝膠存在運動緩慢、在水中使用有限等問題。

 在這項研究中,我們創建了一種類似三明治的結構,其中水凝膠夾在排斥靜電的片材之間。通過外部刺激改變水凝膠的狀態,我們認為通過增加或減少片材之間的排斥力,我們可以膨脹和收縮整個結構。在這項研究中,我們選擇了一種與水的親和力隨溫度而變化的水凝膠。當由於加熱而與水的親和力下降時,片材之間的排斥力增加,片材在短短1秒內就拉伸了其長度的1.7倍。此外,還確認了當其冷卻時,也會在1秒內收縮至原來的長度。此外,據透露,在這種膨脹和收縮過程中,總體體積保持恆定。這意味著它適用於所有非水生環境,因為它在膨脹和收縮時不需要將水移入或移出。

 這讓我們距離高質量人造肌肉的實現又近了一步。此外,其工作原理本身作為利用分子的動力源也是前所未有的,很可能對未來的相關研究產生很大的影響。

資料來源:[RIKEN] 只需打開和關閉內部靜電斥力即可移動的水凝膠 - 實現重複快速、大範圍和單向運動的夢想人造肌肉 -

東京大學

明治10年成立。日本歷史最悠久、日本知識最前沿的大學

東京大學成立於 1877 年(明治 10 年),由東京開成學校和東京醫科大學合併而成。自成立以來,它作為日本領先的大學和東西方文化融合的學術中心,以世界獨特的方式發展教育和研究。因此,在廣泛的領域中產生了許多人力資源,並取得了許多研究成果[…]

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