Denna konstgjorda muskel kan bära 4.000 gånger sin egen vikt och sträcka sig 12 gånger sin längd

Ett forskarlag - under ledning av professor Hoon Eui Jeong vid UNIST - har tagit fram en ny typ av mjuk konstgjord muskel som sömlöst kan gå från mjuk och flexibel till stel och stark, vilket övervinner en viktig avvägning som har begränsat möjligheterna med mjuk robotik. Denna anmärkningsvärda muskel - som beskrivs i tidskriften Advanced Functional Materials - har hög arbetstäthet. Ett prov på 1,25 gram kunde bära 4.000 gånger sin vikt i styvt tillstånd och sträckas ut 12 gånger sin längd i flexibelt tillstånd.

Det nya ställdonet är utformat för att lösa en grundläggande utmaning inom mjuk robotik - artificiella muskler tenderar att vara antingen mycket flexibla men svaga eller starka men styva. UNIST-teamet uppnådde båda genom att konstruera ett "dubbelt tvärbundet" polymernätverk. Denna design kombinerar starka, permanenta kovalenta bindningar för mekanisk integritet med dynamiska fysiska interaktioner som kan bildas och brytas med hjälp av termiska stimuli för att ge flexibilitet.

Forskarna har också bäddat in magnetiska mikropartiklar i polymeren, vilket möjliggör exakt kontroll av muskelns rörelse med hjälp av ett externt magnetfält. Denna dubbelresponsiva design gör att materialet kan uppvisa ett brett spektrum av styvhet - från 0,213 MPa till 292 MPa.

När muskeln drar ihop sig uppnår den en aktiveringstöjning på över 86,4% och en arbetsdensitet på 1.150 ^kJ/m3, ett imponerande högt värde för en mjuk konstgjord muskel och ungefär 30 gånger högre än för mänsklig muskelvävnad. Om den nya polymeren utvecklas och integreras framgångsrikt kan vi få se mycket starkare och flexiblare humanoida robotar.