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    北京极速赛车:麻省理工学院研究员发现蜘蛛丝具有不寻常特性,或可用作机器人的肌肉

    2019-03-06 13:20:26     来源:cnBeta.COM,网易科技报道

    下载极速赛车 www.liukl.com 麻省理工学院的研究人员发现了蜘蛛丝具有不寻常的特性,这意味着这种超强的材料对于机器人扭动或拉扯所需的人造肌肉非常有用。研究小组发现蜘蛛丝对湿度变化的反应非常强烈。在空气中相对湿度达到某一数值以上,纤维会突然收缩并扭曲。


    麻省理工学院研究员发现蜘蛛丝具有不寻常特性,或可用作机器人的肌肉


    这种特性被称为超收缩,它描述了蜘蛛丝因水分变化而突然收缩的现象。研究小组发现,蜘蛛丝不仅收缩,而且在扭转的同时还提供了强大的扭转力。根据研究小组的说法,这一发现纯属意外。研究小组当时正在进行一项实验,将重量悬浮在蜘蛛丝上,形成一个钟摆。


    当被施加重物的蜘蛛丝被封闭在可以控制湿度的密闭空间时,摆锤开始旋转。这完全出乎了团队的意料。这种收缩和旋转被认为是机器人技术中可能有用的现象。最终,蜘蛛丝可以用来制造湿度驱动的柔软机器人或智能织物。研究小组说,当密闭空间湿度达到大约70%时,收缩开始。


    蜘蛛丝相关资讯介绍:


    2018年9月12日消息,据Fastcompany报道,虽然听起来疯狂,但人造蜘蛛丝正是航空工业所需要的,因为这种创新材料重量轻、强度高,而且具有可持续性。


    航空活动对环境而言是一场灾难。目前,航空业的二氧化碳排放量占全球的2%以上。纽约和加利福尼亚之间的单次飞行所产生的排放量约为一辆汽车一年排放量的20%。目前,航空旅游以每年6%的速度增长,所以,即便多年来飞机设计师在飞机效能改善方面取得了些许进步,但也难抵航空运输需求的迅勐增长。


    然而,飞机效能改进方面仍有进步空间。自2011年以来,商业航空公司一直在尝试使用生物燃料减少排放,也已开始在飞机机身和机翼上使用碳纤维复合材料等轻质材料替代金属和钢铁材料。碳纤维可以说是可持续发展的有功之臣,它的高强度和轻重量使其利用起来更加高效,而且耗能更少。但碳纤维的生产是能源密集型的,而且很难被回收利用。


    麻省理工学院研究员发现蜘蛛丝具有不寻常特性,或可用作机器人的肌肉


    所以,人们开始寻找一种更具可持续性且同样轻便的材料,可将其用于商用飞机的制造。而空客公司(Airbus)找到了一个令人惊讶的解决方案:合成蜘蛛丝。


    据悉,空客已与德国制造商AMSilk建立了合作关系。AMSilk号称是第一家合成蜘蛛丝生物聚合物的工业供应商,该公司通过实验制造出了生物钢铁(Biosteel),目的是模仿蜘蛛丝的柔韧性以及不可思议的强度。生产生物钢铁的闭环细菌发酵过程既不需要化石燃料,也不需要高温,既节能又可持续。AMSilk公司首席执行官延斯?克莱因(Jens Klein)表示,AMSilk将与空客密切合作,开发一种由生物钢纤维和树脂制成的复合材料,他们希望该产品能于2019年首次亮相。


    该公司生产的生物钢铁,曾用于制作一款可降解的阿迪达斯运动鞋,尔后,生物钢铁在过去几年里引发了热议。运动服装公司因其轻便耐用的特性争先恐后购买这种材料,始终秉持可持续发展理念的时装设计师斯特拉·麦卡特尼(Stella McCartney)也将其应用到自己的产品中。此外,AMSilk还与一家健康公司建立了合作关系,该公司正利用AMSilk生产的生物合成丝来开发一种更安全的医用植入物涂层,因为这种材料是从天然蛋白质中提取的,更易被人体接受。


    但是,将生物合成丝的应用从时尚和医疗扩展到飞机制造,仍然是一个巨大的飞跃。将生物钢铁真正应用到飞机制造上的确切时间尚不清楚,因为这取决于材料的制作过程等,但空客似乎急于证明航空业可以使用更具可持续性的材料进行飞机制造。


    克莱因说:“空中客车公司一直在寻找一种新的材料。因为碳纤维虽然重量轻,但易碎且不易弯曲。飞机和其他飞行物体需要一种同时具备柔韧性和强度的材料,这种材料目前在业内还无法获得。但是生物钢铁符合要求,蛛丝一样的纤维更具有延展性,能够无缝地编织成非传统的形状(比如鞋子),这也有利于推动飞机构造方面的创新?!?


    对AMSilk而言,此次合作也代表着其业务范围的重大扩展??死骋蛩担骸岸晕颐抢此?,复合材料是一个全新的领域,但我们知道如何开发纤维,现在我们也正在掌握复合材料相关的技术,此次合作显示了这种创新材料应用范围的广泛:可生物降解的运动鞋代表了时尚和服装业内一个虽然微小但是重要的转变;将此种能可持续生产的创新材料应用到航空工业,将有助于推动航空工业改善生产效能,满足环保要求?!?


    关于蜘蛛丝:


    人类利用蜘蛛丝始于1909年,在第二次世界大战时蜘蛛丝曾被用作望远镜、枪炮的瞄准系统中光学装置的十字准线,但20世纪90年代后开始对蜘蛛丝蛋白基因组成、结构形态、力学性能等有了深入研究,为蜘蛛丝商业化生产提供了可能性。


    麻省理工学院研究员发现蜘蛛丝具有不寻常特性,或可用作机器人的肌肉


    蜘蛛丝的理化性质与蚕丝相比,具有非常明显的优势,在力学强度方面,蜘蛛丝纤维与强度最高的碳纤维及高强合纤Aramid、Kevlar,等强度相接近,但它的韧性明显优于上述几种纤维。因此,蜘蛛丝纤维在国防、军事(防弹衣)、建筑等领域具有广阔应用前景。天然蜘蛛丝主要来源于结网,产量非常低,而且蜘蛛具有同类相食的个性,无法像家蚕一样高密度养殖。所以要从天然蜘蛛中取得蛛丝产量很有限。随着现代生物工程发展,用基因工程手段人工合成蜘蛛丝蛋白是一种新突破,不久有可能形成具有一定规模的人工蜘蛛丝纤维生产厂。

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