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研究人員從碳纖維這種強韌但質(zhì)量極輕的材料著手，為了使其更易于發(fā)生形變，使用合適的硅橡膠（聚二甲基硅氧烷（PDMS）橡膠）填充碳纖維，并扭曲成螺旋狀。通過在末端施加小電流來加熱硅橡膠，這種人造肌肉就會發(fā)生卷曲，使人造肌肉的直徑變粗、長度收縮，從而拉起附著在底部的負載。
這種長時間的收縮，也可以通過將液體己烷輸送到卷曲的人造肌肉中實現(xiàn)。在測試中，團隊發(fā)現(xiàn)，即便使用微小的輸入電壓，也可以產(chǎn)生非常強的效果。以一根直徑僅0.4mm的人造肌肉束為例，能夠將半加侖（約1.9L）的水提升1.4 英寸（3.6 cm），而平均每厘米的輸入電壓僅0.172 V。換算得出，這一提升重量是其自重的 12600 倍。不僅如此，這些人造肌肉還可以承受高達60MPa的機械應力，提供超過25%拉伸沖程，單位做功高達758 J/kg，這些數(shù)據(jù)是天然肌肉的18倍。
研究團隊還開發(fā)了一種數(shù)學模型，以描述人造肌肉在不同參數(shù)下的性能，未來可用于設計具備特定應用屬性的人造肌肉。研究人員表示，這些低成本、輕量級人造肌肉的應用前景廣泛，可用于機器人、假肢、矯正器、人類輔助設備等諸多領域。