人造肌肉伸縮性已能和人的肌肉相媲美,材料自身性能決定,無需馬達、齒輪等復雜裝置,體積小、重量輕。研究人員稱研發的兩種人造肌肉性能均非常突出,同時具備燃料電池和肌肉的功能。其中壹采用了含催化劑的碳納米管電極,可作為燃料電池的電極將化學能轉化為電能,級電容器的電極來儲存電能,還可作肌肉電極將電能再轉化為機械能。另外壹種是目前最強健的肌肉,是通過混合燃料和空氣中的氧氣發生催化反應,將化學能能,升高的溫度可使制造肌肉的具有形狀記憶
功能的金屬材料用力收縮,冷卻後肌肉脹放松。由於這種燃料電池肌肉所使用的外層塗有納米顆粒催化劑的形狀記憶金在市場上買到,這使得它尤其容易在自動裝置中得到應用。
這次新研制成功的人造肌肉則解決了這些問題。研究人員使用更具有彈性且已經被廣泛應用的碳納米管(carbonnanotubes)取代其它金屬薄膜來充當電極,這樣就避免了因重復使用導致金屬膜失效而出現的供電問題。另外,如果碳納米管某壹部分出現問題,它周圍剩下的區域就會將其自我封閉起來,使其不會導電,這樣就防止了損壞影響到其它區域。佩·齊平說,“我們對這個新裝置已經多次進行了類似的實驗,包括用大頭針將人造肌肉刺破,結果證明它並沒有癱瘓,還能正常工作”。
更神奇的是,這種能自我修復的人造肌肉還能發電和儲存電能。當此人造肌肉在膨脹後收縮時,它自身碳納米管的結構會進行重新排列,這是它就會產生壹股小小的電流。並且這股電流是可以儲存並加以利用的,例如給下壹次肌肉運動擴張提供能量,或者貯存在電池裏給類似於iPod的移動設備充電。“它可以將妳輸送給它的近70%的能量保存下來,”
值得壹提的是,人造肌肉的服務對象不僅僅是人類本身。研究者介紹,人造肌肉還能成為機器人、飛機、海洋艦隊等的幫手。
由於乙醇產生的能量系數比電池等常規能源高出30%,因此,人造肌肉可以安裝在機器人身上充當“電池”。還可以用在假肢上,給假肢新的力量。
此外,人造肌肉還可以當作飛機和艦艇的“外衣”。人造肌肉是由碳納米管制造而成,“披”在運輸工具外面,可以使它們運行起來阻力更小、更順利。將來有壹天,人造肌肉甚至能夠替代金屬制的心臟起搏器,打造和人類身體更親近的新壹代“人造心臟”。