“我們一開始的目的是要開發(fā)出一種微結(jié)構(gòu)以增加人造肌肉的驅(qū)動變形(即在電壓的驅(qū)動下人造肌肉彎曲伸展的程度),”課題組的帶頭人 Wen-Pin Shih說。“有一天,我" />

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鍍金洋蔥細胞可用來制作人造肌肉

時間:2015-05-06 14:25:14 來源: 作者: 智界科技

 

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“我們一開始的目的是要開發(fā)出一種微結(jié)構(gòu)以增加人造肌肉的驅(qū)動變形(即在電壓的驅(qū)動下人造肌肉彎曲伸展的程度),”課題組的帶頭人 Wen-Pin Shih說。“有一天,我們發(fā)現(xiàn)洋蔥細胞的結(jié)構(gòu)和尺寸和我們一直在研發(fā)的微結(jié)構(gòu)十分類似。”Shih和研究生Chien-Chun Chen以及同事共同開展了此項研究。

洋蔥的表皮,也就是體表下薄脆,輕薄,半透明的那層膜,是由短而結(jié)實的細胞緊致地排列在晶格中形成。Shih和他的同事認為洋蔥的表皮細胞有望用來制作更為靈活的人造肌肉,完成一些復(fù)雜有難度的動作,如在彎曲的同時可以伸展或者收縮。Shih說,目前的人造肌肉只能彎曲或者伸縮,兩個動作不能同時進行。

在實驗中,研究者們先用酸液去除洋蔥細胞的半纖維素,一種增加細胞壁硬度的蛋白質(zhì),之后在洋蔥表皮的兩面鍍金作為電極。當電流通過金電極時,洋蔥細胞可以如肌肉般彎曲伸展。

 

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“我們有意讓兩面鍍金電極厚度不同,這樣兩面的細胞硬度就不對稱,”Shih說。這種不對稱性使得研究者們能夠控制肌肉的反應(yīng):當加入低電壓時,洋蔥肌肉會向下伸展,朝鍍層厚的一面彎曲。反之,當加入高電壓時,洋蔥肌肉會向上收縮,且朝鍍層薄的一面彎曲。

“我們發(fā)現(xiàn)單層晶格結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生獨特的驅(qū)動模式,這是以往的人造肌肉從未有達到過的,”Shih說。

為了證實人造肌肉可用來制造實用的工具,研究者們用兩片洋蔥肌肉制作了鑷子,并用它成功夾起了棉球。研究者們表示將來希望進一步提高人造肌肉的提升力。“我們下一步的計劃是降低洋蔥肌肉的驅(qū)動電壓和驅(qū)動力。



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