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《科学》:破解应用限制因素,人造肌肉研究取得重大突破

CHEN

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在1月28日发表于《科学》(Science)杂志上的一项研究中,研究人员描述了一种强大的单极电化学纱线肌肉,当驱动速度加快时收缩更多,从而解决了限制这些肌肉应用的重要问题。

电化学供电的碳纳米管纱线肌肉通过在肌肉和反电极之间施加电压来驱动,反电极将离子从周围的电解质驱动到肌肉中。

但是电化学碳纳米管肌肉有局限性。首先,肌肉驱动是双极的,这意味着肌肉运动——无论是扩张还是收缩——在潜在扫描过程中改变方向。

另一个问题在于,给定的电解质只有在特定的电压范围内是稳定的。超过这个范围,电解质就会分解。

此外,肌肉的电容,既储存驱动所需电荷的能力随着电位扫描速率的增加而降低,导致肌肉的行程随着驱动速率的增加而显著减少。”

为了解决这些问题,研究人员发现,卷曲的碳纳米管纱线的内部表面可以涂上一种合适的离子导电聚合物,这种聚合物包含正电荷或负电荷化学基团。

研究人员称“这种聚合物涂层将碳纳米管纱线的正常双极驱动转变为单极驱动,即肌肉在电解质的整个稳定范围内朝一个方向驱动......使电化学碳纳米管肌肉更快、更有力。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/494


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