据美国最新一期《科学》杂志、英国《观察家报》19日报道，美国科学家目前已经研制出一种以酒精和氢为动力的超强“人造肌肉”，它的力量比人类天然肌肉至少要强100倍，将来甚至可用来塑造“外骨骼”，让消防员、战士或航天员拥有超人般的力量。有朝一日，人类可能打造出犹如电视连续剧《无敌金刚》中那样的生化人。
据报道，美国德克萨斯州大学达拉斯分校纳米技术研究所的一批科学家，在最新一期《科学》杂志上发表一篇研究报告称，他们已经研制出以酒精和氢为动力的超强“人造肌肉”，将来可以用它制造出性能更为优越的义肢。
据悉，这项研究由美国和韩国两国学者共同完成，目前他们已经研制出两种类型的“人造肌肉”。其共同的特点是，在消耗氧气之后，释放出氢或酒精等化学能源，这个过程仿佛人体肌肉运动的第一阶段——吸入氧气。目前现有的“人造肌肉”都是以电池驱动，仅从外观来看，它与天然肌肉简直有天壤之别，因为前者系由电线、悬臂和玻璃瓶组合而成。
目前2种“人造肌肉”中力量较强的是“缩燃细胞肌”，它可以把化学能源转化为热能，导致一种具有“形塑记忆”功能的特殊合金收缩，热度下降时则会放松。这种肌肉的举重能力是一般骨骼肌的100倍。另外一种“人造肌肉”可将化学能源转化为电能，导致以碳为材料的纳米管电极弯曲。加拿大温哥华英属哥伦比亚大学梅顿教授说，这个作用可以改变复杂机械系统的建造方式。梅顿说，这种“人造肌肉”很多方面都是模仿天然肌肉，例如消耗氧气，且其燃料也利用循环系统运输。梅顿认为最大挑战在如何创造出类人类的循环系统，以取代“人造肌肉”目前使用的电线。
报告指出，这种“人造肌肉”的力量比人体自身肌肉至少强韧100倍，将来甚至可用来塑造“外骨骼”，让消防员、战士或航天员拥有超人般的力量。一旦新一代的“人造肌肉”问世，也许像上世纪70年代美国电视连续剧《无敌金刚》中的那种生化人，也可能就快成真。
一项新研究说，科学家发明了一个方法可以避开在人工肌肉和马达或促动器中储存电荷的需要，比如像现有的靠电池的假肢。Von Howard Ebron和同事报告了两种设计，能将人工肌肉转化为燃料电池，从而消除了对电池的需要，现有的人工肌肉需要花很多时间来再充电。在一种设计中，一个用碳纳米管做的催化剂同时起三个作用，它既是肌肉、又是燃料电池的电极、也是超电容的电极。在另一个设计中，一种能“记住”其初始形态的记忆合金被用来给肌肉一个促动器闪击，它的能量密度与正常的骨骼肌相当，当有100倍以上的应力。John Madden 在相关的研究评述中写道，这两种设计都是将燃料的化学能，比如氢和甲醇，通过与氧混合转化成机械能，实际上制造出“呼吸”的人工肌肉。作者说，这些结果提示，也许有朝一日能为人或自治机器人提供持续时间久、能干重活的人工肌肉。
美国科学家目前已研制出一种以酒精和氢为动力的超强“人造肌肉”，力量比人类天然肌肉强100倍，将来可用来塑造“外骨骼”，让消防员、战士或航天员拥有超人般的力量。
美国得克萨斯州大学达拉斯分校纳米技术研究所的一批科学家，在最新一期《科学》杂志上发表一篇研究报告称，他们已联合韩国研制出以酒精和氢为动力的超强“人造肌肉”，将来可以用它制造出性能更为优越的义肢。
“人造肌肉”均以电池驱动，由电线、悬臂和玻璃瓶组合而成。消耗氧气后，“人造肌肉”可释放出氢或酒精等化学能源，这个过程彷佛人体肌肉运动的第一阶段———吸入氧气。
据msnbc网2006年3月16报道，得益于新一代人造肌肉，带有呼吸氧气肌肉的机器人，以及能在空中改变机翼形状的飞行器等其他先进技术将得以实现。科学家们已经设计出这种由燃料而不是电池或电缆供电驱动的人工肌肉。
此项新研究刊登在最新一期的《科学》杂志上，该杂志是由非营利科学社团AAAS出版发行的。
人造肌肉看上去并不像突出二头肌或者确定形态的四芯线组，但在几个重要的方面类似于自然肌肉：它们通过消耗氧气和燃料来获得力量驱动工作——如举起或放下金属重物。
来自得克萨斯州立大学的
论文作者Ray Baughman称，新型人造肌肉将来某天也许会把人类从假肢解脱出来，而不受电缆的限制或电池长时间充电麻烦。
论文中阐明的两种肌肉设计方案可能运用在各个领域，包括能侦测环境并能按需做出反应的智能传感器和新型外科
手术技术等。
假如你参加过婚礼，你也许见过这样的情形——只需一点酒精，人们就会狂舞不已。作者希望酒精也能让机器人自由起舞。然而，酒精是作为机器人替代固定电源和电池的燃料。科学家们表示，当今大多数能够进行竞赛的机器人无法自由跳跃，因为他们对电能的需求很高，必须接入固定电源。
《科学》杂志上相关文章的作者John Madden进一步解释了新型人工肌肉的开发：“这项研究开创了制造机器人、马达或其它设备的全新途径，可以构建分布式的系统而无需电能和连接到每个马达上的电线。你可以拥有一个向每部引擎输送燃料的循环系统。”
这种最接近商业运用的，由燃料驱动的人工肌肉外表是由细金属线缚上的，通过这种金属线，人工肌肉可以在受热时收缩并在遇冷时伸长。
按照温度改变长度的金属线并非创新，但使用燃料和氧气驱动的肌肉是创新。这种金属线的秘诀在于外部的覆盖层。科学家们在金属线外涂上了一层白金催化剂，有助于作为燃料的氧和氢生成水和热。
受热导致金属线收缩，金属线在遇冷时则会伸长。为达到冷却延展的目的，科学家们改变氧气和氢气的比例以延缓或停止产出热量和水的化学反应。
有一段视频展示了甲醇驱动的金属线人工肌肉的工作情况，科学家们展示了在甲醇燃料和空气混合物中，掺有铂催化剂的钛-镍金属线伸缩和举起重物的场景。
在科学家们描绘的第二种人造肌肉中，使用电荷而非热量来改变特殊肌肉材料的尺寸，这种肌肉是由几层卷成圆筒状的碳——称为碳纳米管构成的。通过尺寸形状改变来驱动肌肉工作。
溶解在水中的氧气在铂催化剂的帮助下向碳纳米管传输电荷。在碳纳米管中注入的电荷导致肌肉材料中的电子互斥。结果就是肌肉材料膨胀，电子相互远离，这就是膨胀，当不在注入电荷时就收缩。膨胀和收缩可以驱动材料来工作。
碳纳米管肌肉材料能一次完成3个任务，首先，把化学能转换为电能，这时它表现得就像一个燃料电池；第二，材料能储存电能；最后，把电能转换为引起肌肉收缩的机械能。
Madden评论说：“这些肌肉目前还不能驱动汽车，但能够操作燃料电池车辆上的车窗和车门，也可用作逼真机器人身上替代性的人工肌肉。”
英文原文链接参见：
http://www.msnbc.msn.com/id/11858650/
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