人造手臂

人造手臂

人造手臂是由加拿大阿爾伯塔大學研究人員開發於2013年7月研製發明的新型仿生手臂,肌肉可隨濕度改變收縮擴張。一條蜷曲起來的人造手臂可以掛上52.2克的重量也不會伸開,這相當於一個75公斤的人曲臂撐住1280公斤的重量,其力量比真實的手臂還要強壯有力。

研究發明

2013年7月,加拿大阿爾伯塔大學研究人員開發出一種強力人造手臂,能在其周圍空氣濕度變化的驅動下做“舉重運動”,毫不費力地舉起超過它本身重量許多倍的重量。

一條蜷曲起來的“人造手臂”可以掛上52.2克的重量也不會伸開,這相當於一個75公斤的人曲臂撐住1280公斤的重量,比真實的手臂還要強壯有力。相關論文已發表在《套用化學》雜誌上。

技術原理

手臂手臂

研究小組先給一條塑膠膜表面塗上一層和金,然後再塗一層微凝膠單層。微凝膠是互相交聯的聚合物,在溶劑中會膨脹成直徑幾微米的膠粒子研究人員用了帶負電的聚N-異丙基丙烯醯胺微凝膠和丙烯酸,並用含有聚陽離子的溶液沉澱在膠上,作為正電平衡離子。

當整個材料乾燥時,聚陽離子烴區域間的疏水作用會大大增強,使含有聚陽離子層收縮。由於聚陽離子和微凝膠之間存在很強的靜電引力,會使帶子兩端向上彎曲,帶動整個材料向上蜷曲。當空氣濕度增加時,它又會伸展返回原來狀態。

實驗測試

研究人員把一條這種塑膠帶子掛在起居室進行測試。通過改變濕度,它能“抓住”一個小袋子“提著”它上升。在另一項實驗中,他們在一個微型的伸展“手臂”末端掛了一串回形針,改變濕度給“手臂”增加或降低重量,結果它能提起的重量達到了本身重量的14倍。相當於一個75公斤的人用一隻手臂舉起了68.3公斤的重物。

未來套用

人造手臂的的技術未來可用於生產動作更加柔順的機器人,尤其是對於那些失去手臂的人來說更是一個福音。

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