蓝冠注册《Q374919 》引体向上是一项大多数人都害怕的运动，它回答了一个基本问题:你的肌肉是否强壮到能举起你自己的体重?

伊利诺斯州的一些研究人员正在研究人造肌肉，他们设计出的人造肌肉可以举起相当于自身体重12600倍的重物，其效果让最健康的人都羡慕不已。

MechSE助理教授Sameh Tawfick、蓝冠官网 贝克曼博士后研究员Caterina Lamuta和Simon Messelot最近在《智能材料与结构》杂志上发表了一项关于如何设计超强人造肌肉的研究。这种新型肌肉由碳纤维增强硅氧烷橡胶制成，具有卷曲的几何形状。这些肌肉不仅能够举起高达自身重量12600倍的物体，还能承受高达60mpa的机械应力，提供超过25%的拉伸冲程和高达758 J/kg的具体工作。这个量是自然肌肉所能产生的特定功的18倍。当电驱动时，基于碳纤维的人造肌肉在不需要高输入电压的情况下表现出色:作者展示了一个0.4毫米直径的肌肉束是如何在施加0.172 V/cm电压的情况下将半加仑水提升1.4英寸的。

“这些低成本、轻重量的人造肌肉的应用范围非常广泛，涉及到机器人技术、假肢、矫形学和人类辅助设备等不同领域，”Lamuta说。“我5们提出的数学模型是一个有用的设计工具，可以根据不同的应用来定制卷曲人造肌肉的性能。此外，该模型提供了对驱动机制中发挥重要作用的所有参数的清晰理解，这将鼓励未来的研究工作朝着增强性能的纤维增强卷曲肌肉新类型的发展。”

人造肌肉本身是由商用碳纤维和聚二甲基硅氧烷(PDMS)组成的线圈。将碳纤维丝束浸入未固化的己烷稀释的PDMS中，然后用简单的钻头进行捻合，从而形成形状均匀、半径恒定的纱线。PDMS固化后，直复合纱被强力捻曲，直至完5全卷绕。

“最近用尼龙线发明了肌肉卷，”Tawfick说。“它们可以产生很大的驱动冲程，这使得它们在人类辅助设备的应用中非常有用:如果它们能做得更坚固的话。”

研究小组设定了一个目标，蓝冠注册 要将碳纤维转化为人造肌肉。碳纤维是一种非常结实、重量轻的材料，很容易在市场上买到。

“要使用碳纤维，我们必须了解卷曲肌肉的收缩机制。一旦我们发现了这个理论，我们就学会了如何将碳纤维转化为超强的肌肉。我们只是在碳纤维拖链中填充了合适类型的硅橡胶，它们的性能令人印象深刻，这正是我们的目标，”Tawfick说。该研究表明，蓝冠招商 肌肉收缩是由于热膨胀或有机硅锉吸收溶剂导致肌肉纱半径的增大而引起的。当硅橡胶局部通过施加电压、加热或溶剂膨胀将纤维分开时，肌肉就会弯曲。硅橡胶施加在纤维上的内部压力使束直径扩大和展开，造成沿长度的收缩冲程。

在实验表征过程中，在线圈两端施加直流电压，以诱导复合材料升温，进而引起拉伸驱动。线圈的顶端是固定的，而负载被附在底部来制造张力。用电影摄影机捕捉拉伸行程，逐帧分析。张力驱动也通过肿胀通过液体己烷传递到卷曲的肌肉。

这些肌肉是否可以更加弯曲，从而达到更大的划水?数学预测和实验实现之间的密切一致为回答这个问题提供了信心。研究小组发现，人造卷曲肌肉的拉伸驱动作用可能受到客体材料(硅酮)膨胀能力的限制——客体材料的热降解特性施加的限制。这就解释了为什么肿胀引起的肌肉有更高的驱动张力，它们能够比热引起的肌肉膨胀更多。作者提出的理论模型阐明了如何设计guest材料，使肌肉具有更令人印象深刻的表现。