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突破40年技术瓶颈 新型人工肌肉材料研发成功|欧锦赛竞猜

发布时间:2021-10-13 00:00
本文摘要:人工肌肉是一种新型的智能形状记忆材料,需要通过材料内部结构的变化,前端、倾斜、紧固或收缩。目前常用的人造肌肉材料有压电陶瓷、形状记忆合金、电活性聚合物等。近日,记者从东南大学得知,该校化工学院杨洪教授课题组开发了聚氨酯/凝聚丙烯酸酯互穿网络结构液晶弹性体材料,具有很强的力学性能,突破了40年的研究瓶颈,在人工肌肉等领域有着广泛的应用。 该研究成果最近在国际期刊《美国化学会志》杂志上公开发表。

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人工肌肉是一种新型的智能形状记忆材料,需要通过材料内部结构的变化,前端、倾斜、紧固或收缩。目前常用的人造肌肉材料有压电陶瓷、形状记忆合金、电活性聚合物等。近日,记者从东南大学得知,该校化工学院杨洪教授课题组开发了聚氨酯/凝聚丙烯酸酯互穿网络结构液晶弹性体材料,具有很强的力学性能,突破了40年的研究瓶颈,在人工肌肉等领域有着广泛的应用。

该研究成果最近在国际期刊《美国化学会志》杂志上公开发表。液晶弹性体是典型的双向形状记忆材料,具有应力大、应力约克等技术优点,在仿生设备、硬机器人等领域有很好的应用。

但是,经过40年的发展,液晶弹性体的研究仍然停留在实验室水平,没有构筑工业化。杨洪说,液晶弹性体是从40年前开发出来的,20年前被认为是人工肌肉的优良材料。

液晶弹性体作为最差的双向形状记忆材料,变形量大,可以从100厘米传输到20厘米,应力速度也慢,比压电陶瓷等材料更有优势。但是,允许应用的重要科学问题是液晶弹性体在应力过程中产生的变形太小,不能满足实际应用于场景的力学性能市场需求。杨洪说:影响变形大小的最重要的指数之一是弹性模具量的大小,目前国内外研究的液晶弹性体应力弹性模具量只有几兆帕,如果想用于人工肌肉,至少10兆帕。杨洪教授科学研究团队开辟了另一条路,将聚氨酯液晶弹性体和凝聚丙烯酸酯液晶热液体的小分子前体组分混合,实时交联的技术途径制作了聚氨酯/凝聚丙烯酸酯通过网络结构的液晶弹性体材料,其膨胀突发事件、变形、弹性模量分别超过46%、2.53兆帕、10.4兆帕。


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