手指碰到開水杯后急速收縮，手臂骨骼肌強烈收縮，這是自然反應。想像一下，人工制造出的材料，遇到特定刺激和環境變化，在幾十毫秒間，以骨骼肌10倍強度收縮響應，這在醫療、敏感器件制造中將帶來怎樣的震撼？昨天，復旦大學傳出信息，高分子科學系先進材料實驗室團隊通過對碳納米管的多級螺旋組裝，成功制備出這種新型的“人工肌肉”。

科學界對人工肌肉材料的研究很早就開始了，但傳統人工肌肉材料多是基于功能性的高分子材料，對溶劑的響應速度慢，運動形式單一，只是簡單地膨脹或彎曲，且不容易控制。此次，彭慧勝教授帶領的團隊突破了傳統材料選擇，使用的碳納米管具有很高的比表面積，且質量輕，導電性好，在該領域取得了新突破。

彭慧勝介紹，這項研究受到植物內部螺旋結構的啟發。自然界中，很多植物會對外界環境（如濕度的變化）的刺激產生新奇的運動行為，如松果隨濕度變化產生彎曲變形，種芒在潮濕土壤表面發生卷繞運動等。這些植物運動對植物繁殖生長、自我防衛和養料攝取等方面起重要作用。研究發現，植物內部纖維素微纖的螺旋排布是導致上述植物運動的結構基礎。

由此，研究團隊以具有高比表面積、優異的力學和電學性能取向的碳納米管為基本單元，對其進行多級螺旋構筑，在纖維內部形成大量納米和微米尺度的管道結構，這種多級管道結構可以使溶劑快速高效地滲透到纖維內部。其對溶劑的響應速度比傳統的高分子基敏感材料高三個數量級，并可以同時產生強勁的收縮和旋轉運動。

這種結構設計為制備高性能的智能響應材料和器件開辟了一個全新的思路。據悉，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。下一步，研究團隊將繼續完善這項研究，并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，制成了可感應濕度變化的智能窗簾——可通過感應濕度的變化，智能地展開或閉合，并智能地調節展開的幅度大小，從而影響房間內的濕度變化。

更多精彩資訊請關注查字典資訊網，我們將持續為您更新最新資訊!