記者 陳曦 通訊員 吳軍輝
制作能走會動的機(jī)器人就一定很復(fù)雜嗎？不！在科學(xué)家手中，一根普通的人類頭發(fā)就可以“秒變”爬行機(jī)器人。
長期致力于人工肌肉材料研究的南開大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、化學(xué)學(xué)院劉遵峰教授團(tuán)隊(duì)利用加捻和冷燙技術(shù)研發(fā)出了一種自行固定智能頭發(fā)人工肌肉，可通過感知濕度實(shí)現(xiàn)自動伸縮，用它制成的毛蟲機(jī)器人可以做出爬行、扭轉(zhuǎn)等動作。該技術(shù)為含化學(xué)鍵的加捻纖維的定型提供了一種新策略，在生物相容性智能材料、傳感器和軟體機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域中具有廣闊應(yīng)用前景。介紹該成果的論文日前發(fā)表于國際材料學(xué)權(quán)威期刊《材料視界》上。
拉伸和扭轉(zhuǎn)驅(qū)動是基本的變形類型，可用于構(gòu)建復(fù)雜的變形驅(qū)動，如彎曲、滾動、爬行等。人類的肌肉纖維、蜘蛛絲以及鈴狀鈴蟲的細(xì)長莖等，都是天然界中存在的自固定的纖維驅(qū)動器，可以實(shí)現(xiàn)伸縮和扭轉(zhuǎn)等運(yùn)動。
“但是，這些天然材料不能直接用于工業(yè)和人類生活中。因此，急需開發(fā)基于生物相容性和生物可降解的天然材料的新型自固定人工肌肉。這種基于生物材料的自固定智能驅(qū)動器可用于傳感器、控制器以及組織工程、醫(yī)療保健和人機(jī)交互的軟機(jī)器人中。”劉遵峰說。
圖片說明：頭發(fā)的表征及基于二硫鍵制備人工肌肉的機(jī)理
帶著這樣的問題，劉遵峰團(tuán)隊(duì)開始尋找合適的天然生物材料。美發(fā)廳的燙發(fā)技術(shù)讓團(tuán)隊(duì)找到了靈感。
“長久以來，人們一直在尋找讓頭發(fā)卷曲的方法。古埃及人把頭發(fā)卷在木棒上，用濕泥涂勻，經(jīng)太陽晾曬后就獲得了一頭卷發(fā)。后來，水燙、火燙、電燙相繼出現(xiàn)。如今，冷燙技術(shù)被普遍使用。如果能有一種新型燙發(fā)技術(shù)，可以讓頭發(fā)感知環(huán)境濕度變化而智能調(diào)控發(fā)型，那將多么神奇。”劉遵峰介紹。
圖片說明：旋轉(zhuǎn)型頭發(fā)人工肌肉的扭轉(zhuǎn)驅(qū)動和機(jī)械性能
圖片由受訪者提供
