哈工大在人工肌肉领域获得突破
2021-03-17 09:22:35 来源: 黑龙江日报
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  近日,哈尔滨工业大学与江苏大学、韩国汉阳大学、澳大利亚卧龙岗大学等单位合作,首次发现通过聚电解质功能化的策略,可实现人工肌肉智能材料的“双极”驱动转变为“单极”驱动,同时发现了人工肌肉随电容降低,驱动性能增强的反常现象,这一重要突破解决了人工肌肉驱动性能的电容依赖性问题,为后续设计具有无毒、低驱动电压的高性能驱动器提供新的理论基础。

  据了解,目前全球新材料正由轻质、多功能化向智能化方向发展。智能材料具有自驱动、自监测、自修复等多种功能,在人工智能、智能制造、生物医疗、机器人等领域具有广泛的应用前景。聚合物纤维与碳纳米管纱线人工肌肉是一种典型的智能材料,主要通过热、电化学两种方式实现驱动。热驱动受到卡诺循环效率的限制,影响了其应用潜力,而电化学驱动克服了卡诺循环效率限制的问题,能量转换效率更高,具有更广阔的应用前景。

  相比于传统人工肌肉,该人工肌肉具有无毒、驱动频率高、驱动电压低、高比能量,高驱动应变以及高能量密度等特性,在空间展开结构、仿生扑翼飞行器、可变形飞行器、水下机器人、柔性机器人、可穿戴外骨骼、医疗机器人等领域具有巨大的应用潜力。

  哈工大复合材料与结构研究所于20世纪90年代初在国内较早地确立了智能材料与结构的研究方向。哈工大冷劲松教授课题组长期从事智能材料结构力学及应用研究,主要研究方向包括形状记忆聚合物及其复合材料结构、人工肌肉、多功能纳米复合材料结构、空间可展开结构、可变形飞行器、柔性机器人、4D打印技术及生物医疗器件、结构健康监测、振动主动控制等。(记者 赵一诺)

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责任编辑: 董云竹
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