林雪平大學的科學家透過開發一種依靠葡萄糖和氧氣來驅動的人造肌肉，模仿機器人和生物體之間的界線。新的塑膠肌肉由一種特殊的聚合物製成，開啟了植入式人造肌肉和微型機器人的希望。
近年來，假肢的研發已經取得了很大的進步，但是用人造肌肉（而不是整個肢體）替換受損肌肉的前景是有趣的。不幸的是，立即呈現的一個重要問題是如何為這些裝置供電？
實現這一目標的一種方法是用更接近模仿身體自身自然過程的傳統致動器取代傳統的執行器，這樣機器人肌肉就會“替換”它所取代的那個。為實現這一目標，由林雪平大學物理、化學和生物學系感測器和執行器系統高階講師Edwin Jager領導的團隊轉向由聚吡咯製成的“聚合物致動器”製成的人造肌肉。
聚吡咯是吡咯的聚合物，因其高導電性而著稱。它主要用於電子裝置和感測器，並在受到電流時改變其體積。
為了製造人造肌肉，研究人員將聚合物分成兩層，兩層之間有一層薄膜。當在一側產生電荷時，聚合物中的離子被排出膜並且片材收縮。同時，另一側的片吸收電子並膨脹。這使得整個事物像收縮的肌肉一樣彎曲。
根據林雪平團隊的說法，這種電荷可以透過電池施加，但它也可以透過用增強反應的酶摻雜聚合物從葡萄糖和氧氣中獲得。“這些酶以與體內相同的方式轉化葡萄糖和氧氣，產生在電活性聚合物製成的人造肌肉中運動所需的電子，”Jager說道。“不需要電壓源：只需將執行器浸入水中的葡萄糖溶液即可。”
研究人員已經證明了這個原理，下一步就是控制反應，看看它是否可以透過許多重複迴圈來維持。他們的目標是最終模仿活體肌肉，並將其應用於微型機器人。
“葡萄糖可用於身體的所有器官，它是一種有用的物質，”Jager表示。“但是可以切換到其他酶，這將使得執行器能夠用於例如用於湖泊中環境監測的自動微型機器人。我們在這裡所取得的進步使得可以用來自自然環境物質的能量為執行器提供動力。”
該研究發表在《Advanced Materials》雜誌上。
林雪平大學的科學家透過開發一種依靠葡萄糖和氧氣來驅動的人造肌肉，模仿機器人和生物體之間的界線。新的塑膠肌肉由一種特殊的聚合物製成，開啟了植入式人造肌肉和微型機器人的希望。
近年來，假肢的研發已經取得了很大的進步，但是用人造肌肉（而不是整個肢體）替換受損肌肉的前景是有趣的。不幸的是，立即呈現的一個重要問題是如何為這些裝置供電？
實現這一目標的一種方法是用更接近模仿身體自身自然過程的傳統致動器取代傳統的執行器，這樣機器人肌肉就會“替換”它所取代的那個。為實現這一目標，由林雪平大學物理、化學和生物學系感測器和執行器系統高階講師Edwin Jager領導的團隊轉向由聚吡咯製成的“聚合物致動器”製成的人造肌肉。
聚吡咯是吡咯的聚合物，因其高導電性而著稱。它主要用於電子裝置和感測器，並在受到電流時改變其體積。
為了製造人造肌肉，研究人員將聚合物分成兩層，兩層之間有一層薄膜。當在一側產生電荷時，聚合物中的離子被排出膜並且片材收縮。同時，另一側的片吸收電子並膨脹。這使得整個事物像收縮的肌肉一樣彎曲。
根據林雪平團隊的說法，這種電荷可以透過電池施加，但它也可以透過用增強反應的酶摻雜聚合物從葡萄糖和氧氣中獲得。“這些酶以與體內相同的方式轉化葡萄糖和氧氣，產生在電活性聚合物製成的人造肌肉中運動所需的電子，”Jager說道。“不需要電壓源：只需將執行器浸入水中的葡萄糖溶液即可。”
研究人員已經證明了這個原理，下一步就是控制反應，看看它是否可以透過許多重複迴圈來維持。他們的目標是最終模仿活體肌肉，並將其應用於微型機器人。
“葡萄糖可用於身體的所有器官，它是一種有用的物質，”Jager表示。“但是可以切換到其他酶，這將使得執行器能夠用於例如用於湖泊中環境監測的自動微型機器人。我們在這裡所取得的進步使得可以用來自自然環境物質的能量為執行器提供動力。”
該研究發表在《Advanced Materials》雜誌上。