韩国造出“人造肌肉”：比真人肌肉强30倍，软体机器人要逆天了！

今日快讯 2025年10月17日 16:59 0 admin

你有没有过这样的困扰？想找个东西，它既要软得像棉花糖，又要硬得像石头。比如你想要一副既舒适又耐磨的手套，或者一把既有力量又能弯曲的工具。在我们的日常生活中，这样的“鱼和熊掌”似乎总是难以兼得。

然而，最近韩国蔚山国立科学技术学院的科学家们，却成功地将这个“不可能”变成了现实，他们研发出了一种颠覆认知的“超级材料”,新型人造肌肉。它既能像橡皮筋一样自由拉伸，又能像钢铁一样承载重压，性能甚至远超我们自身那身血肉之躯。

你可能好奇，这所谓的新型人造肌肉，究竟“神”在哪儿？

首先，它有着令人瞠目结舌的“力气”。你很难想象，一块仅有1.25克重，差不多就一个硬币那么大的微型人造肌肉，竟然能轻轻松松举起5公斤的重物！这相当于它自身重量的4000倍！如果你还是没什么概念，那我换个说法：这就好比一个鸡蛋大小的东西，却能扛起一头成年山羊，是不是瞬间感觉不可思议？这种“以小博大”的能力，简直超乎想象。

但它的“神”还不止于此。除了力大无穷，它的柔韧性也同样出类拔萃。当它“软化”时，能够拉伸到原始长度的12倍，想象一下，一根牙签大小的材料，能拉成一根筷子那么长，而且还能再长几倍！

这还没完，它的收缩能力更是惊人，收缩应变达到了86.4%。你知道我们人体的肌肉，收缩应变大概只有40%左右吗？也就是说，这种人造肌肉的收缩能力，比我们自己的肌肉还要强劲两倍多！

更让人震撼的是，它在能量输出方面也表现非凡。每单位体积，它能输出高达1150 kJ/m³的能量，这可是人体肌肉组织的整整30倍！这些数据，放在任何材料科学领域，都足以刷新纪录，改写教科书。可以说，这种新型人造肌肉，在力量、柔韧性和能量密度这三个关键维度上，都达到了前所未有的高度。

这项令人振奋的成果，并非偶然。它是由韩国蔚山国立科学技术学院机械工程系的Hoon Eui Jeong教授带领团队，经过无数次的实验和探索，最终在权威期刊《先进功能材料》上发表的。

这项研究最核心的突破，在于它成功攻克了软体机器人领域长期以来的一个“老大难”问题：材料要么柔韧有余但缺乏力量，要么力量十足但僵硬无比。而这款人造肌肉，却能做到“刚柔并济”，其中的秘密，就藏在它精妙的分子结构设计里。

研究团队巧妙地设计了一种名为“双交联聚合物网络”的结构。听起来有点复杂，但你可以把它想象成给材料搭了一个“双层骨架”。第一层骨架，是通过“共价键”连接起来的，这就像给房子打下了坚实的地基和主梁，确保材料拥有足够的强度和承重能力，让它在“硬”的时候能像钢筋一样结实。

而第二层骨架，则是通过“物理相互作用”连接的。这层连接就比较“聪明”了，它可以通过加热来控制。当材料受热时，这些物理连接会“松开”，让材料变得柔软。而当冷却时，这些连接又会“收紧”，让材料重新变得坚硬。

这样一来，材料就能根据需要，在“软”和“硬”之间自由切换，像变色龙一样灵活自如。这种精妙的“双层骨架”设计，正是它能够兼顾强度与柔韧性的关键所在。

更令人拍案叫绝的是，研究人员还在材料中加入了经过特殊处理的磁性微粒。这就像给它装上了“遥控器”。有了这些微粒，我们就可以通过外部磁场，对人造肌肉的运动和变形进行远程、精准的控制。在实验室里，科学家们已经成功演示了如何用磁场驱动这种人造肌肉举起重物。

这一突破，为这项技术的未来应用铺平了道路，因为它意味着我们不再需要复杂的物理连接，就能实现对其形态和功能的控制。正如Jeong教授所言，传统人造肌肉要么只能拉伸但缺乏力量，要么结实却僵硬，而他们的复合材料完美结合了这两种优点，无疑将为软体机器人和可穿戴设备领域带来革命性的新机遇。

有了这样一款“能软能硬，能屈能伸”的超级材料，我们的生活会发生怎样的改变？让我们大胆畅想一下它在各个领域的应用前景。

一是软体机器人领域。未来的机器人将变得更加智能和灵活。想象一下，当机器人需要拾取精密脆弱的电子元件时，它的“手”会瞬间变得柔软，轻柔地拿起元件，避免任何损伤；而当它需要搬运沉重的箱子时，又能立即切换成坚硬模式，稳稳地扛起重物。这样一来，机器人的应用场景将大大拓宽，无论是工厂里精密的流水线操作，还是狭窄复杂的管道维修，甚至是救援任务中，它都能游刃有余。

二是医疗健康领域，这款人造肌肉更是能发挥巨大作用。现在的假肢，往往在灵活性和承重能力上难以兼顾。而如果采用这种新材料制造假肢，患者不仅能完成像用筷子夹菜、系鞋带这样精细的动作，同时也能获得足够的支撑力，方便行走，极大地提升生活质量和自理能力。此外，用于辅助患者康复的医疗器械，也能变得更贴合人体，既舒适又能精准地提供支撑和发力，加速患者的康复进程。

三是可穿戴设备也将迎来颠覆性变革。未来的智能服装，平时穿在身上柔软透气，但当你进行跑步、登山等剧烈运动时，它能自动感应并变硬，为关节提供实时的支撑和保护。同样，外骨骼设备也将变得更加实用。老年人或者需要体力劳动的工人穿上后，在走路、搬运重物时能获得有效的助力，减轻负担；而当他们休息时，设备又能切换到柔软模式，丝毫没有束缚感，真正实现“智能穿戴”。

就连工业生产，也能从中受益匪浅。工厂里的机械臂，过去常常面临“两难”境地：抓精密零件怕捏碎，抓重东西又显得力不从心。现在有了这种材料，机械臂在抓取精密零件时能做到轻柔无比，而在搬运重物时又力量十足。这意味着一台机械臂就能胜任多种不同类型的工作，大大提高了生产效率和灵活性。

当然，任何一项前沿技术要想真正走进千家万户，都必须面对一系列的挑战。对于这款新型人造肌肉来说，目前也还有几道坎需要跨越。

首当其冲的是成本和量产问题。目前，这种材料主要在实验室环境下制造，不仅需要使用特殊的原材料，还需要精确控制复杂的制作条件。如果想实现大规模的工业化生产，如何降低成本、简化制造流程，是摆在科学家和工程师面前的重要课题。

还有耐用性。虽然在实验室里，它展现出了卓越的性能，但在长期使用过程中，比如在极端温度、湿度或强力摩擦等环境下，它是否会老化、变形，性能能否保持稳定？这些都需要进行更深入、更全面的测试和验证。

最后是控制系统。虽然外部磁场控制是一个巨大的进步，但要实现对人造肌肉的精确变软变硬、以及复杂动作的控制，还需要配合精密的传感器、控制电路和复杂的算法。这会增加设备的复杂度和整体成本，如何在保持性能的同时，简化控制系统，也是一个不小的挑战。

尽管如此，专家们普遍认为，随着材料科学、机器人技术和控制算法的不断进步，这些挑战都将逐步得到解决。目前，已经有不少研究团队和企业对这项技术表现出浓厚的兴趣，并投入研发。我们有理由相信，在未来5到10年内，基于这种新型人造肌肉的产品将陆续上市，并逐渐融入我们的生活。

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