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中新網上海9月18日電(記者 陳靜)家里的百葉窗可以根據環境變化自動打開和關閉；衣服可以在冷的時候變厚、熱的時候變薄；義肢的反應靈敏度比人體肌肉還快……不要以為這是科幻電影和科幻小說里才會出現的情景，這是科學家們在“人工肌肉”材料領域研究的目標，有些目前甚至已經可以實現。

復旦大學18日披露，該校高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室、先進材料實驗室教授慧勝領銜的課題組通過對碳納米管的多級螺旋組裝，成功制備了一種新型的纖維狀人工肌肉材料，為實現高性能的驅動和敏感器件及應用提出了全新的思路。校方表示，彭慧勝課題組這次的研究成果圍繞新型人工肌肉材料展開，新成果亮點多多，比如，其收縮強度是人類骨骼肌的10倍，甚至高于植物界響應最快的植物——食蠅草的“捕食”速度，因此在驅動和智能響應領域中有巨大的應用前景。

該項最新研究成果以“Hierarchically arranged helical fibre actuators driven by solvents and vapours”為題，在線發表于最新一期Nature Nanotechnology(《自然納米技術》，2014年影響因子34.048)。

彭慧勝透露，這種導電的人工肌肉材料對溶劑響應具有很高的靈敏性和選擇性，在工業生產和化學品儲存中，可以用來探測毒性溶劑的泄露和預警。她解釋道，在生產或儲存過程中，有毒溶劑及其蒸氣過量或泄露時，人工肌肉材料與危險溶劑或蒸氣接觸，會自動智能地伸縮或旋轉，從而觸動警報或安全閥門的開關，發出警報告知工作人員；或是關閉通道防止危險溶劑及蒸氣進一步擴散，減少對人體的危害，將發生安全事故的可能性降到最低。

這位專家表示，研究團隊將繼續完善這項研究，目前已經通過對纖維進行表面改性，實現了對水的收縮和旋轉響應，并制成了可感應濕度變化的智能窗簾。

據介紹，科學界對人工肌肉材料的研究很早就開始了，但傳統的人工肌肉材料多是基于功能性的高分子材料，其對溶劑的響應速度很慢，運動形式單一，只能簡單膨脹或彎曲，且不容易控制。受植物內部螺旋結構的啟發，這次彭慧勝團隊的成果創新使用的碳納米管：比表面積很高，且質量輕，導電性好，進而在該領域取得了新的突破。

研究團隊以碳納米管為基本單元，對其進行多級螺旋構筑，在纖維內部形成了大量的納米和微米尺度的管道結構，使得其對溶劑的響應速度大大增加，還可同時產生強勁的收縮和旋轉。當碳納米管纖維與乙醇及其蒸汽等接觸，在幾十毫秒內完成的收縮強度是人類骨骼肌的10倍，甚至高于植物界響應最快的植物——食蠅草的“捕食”速度。

此外，研究團隊方面告訴記者，基于這種新型材料優異的驅動性能，通過巧妙的設計，該團隊將會把這種質輕、柔順且導電的人工肌肉材料更多地用于實際生產生活中。比如，制成可對不同溶劑蒸汽具有選擇性反響應的變形彈簧、發電機和智能織物等。