AFM：基于卷绕导电聚合物纱线的人工肌肉

具有大应变和大应力输出的轻质人工肌肉在机器人、康复、假肢和外骨骼等领域具有广阔的应用前景。尽管近年来基于碳纳米管的人工肌肉具有优异的性能，但其广泛使用受到与碳纳米管相关的高制造成本的阻碍。

近日，江苏大学丁建宁、程广贵和南洋理工大学Yeng Ming Lam等人介绍了一种基于纯导电聚合物盘绕纱开发人造肌肉的新方法。

本文要点：

1）高强度导电聚合物微纤维的成功制造促进了这一成就。此外，该研究阐明了在电化学过程中发生的分子结构变化，这些变化导致微纤维的径向体积膨胀。由此产生的各向异性体积变化被盘绕的纱线放大，在5MPa的高应力下产生超过11%的显著收缩应变，相当于提升了超过其自身质量4000倍的负载，所有这些都是在1V的低输入电压下实现的。

2）还有，这些基于导电聚合物的人造肌肉表现出高达33%的水合诱导收缩，并通过电加热快速恢复，利用其固有的高导电性。这一突破将高性能导电聚合物微纤维定位为碳纳米管的一种极具成本效益的替代品，使其处于轻质人工肌肉的前沿。

参考文献：

H. Hu, S. Zhang, M. Zhang, J. Xu, T. Salim, Y. Li, X. Hu, Z. Zhang, G. Cheng, N. Yuan, Y. M. Lam, J. Ding, Artificial Muscles Based on Coiled Conductive Polymer Yarns. Adv. Funct. Mater. 2024, 2401685. 

https://doi.org/10.1002/adfm.202401685