仿生电化学人工肌肉

低压驱动自发收缩

利用低电压下I₃⁻的注入和氧化引发自发性收缩,无需持续输入电能即可维持收缩状态,为能量高效的人工肌肉提供新机制。

王小波 · Ren, Ming · Yuxuan, Liu · Dong, Lizhong · Yang, Guang · Yuxin, Li · Mingyang, Gao · 王晓男 · Di, J.

Nature Communications 2026

参数信息

收缩行程
15.5 %
驱动电压
0.4 V

技术优势

用低压就能驱动

触发在低于 0.4 V 的电压下完成,远低于传统电化学人工肌肉,可直接与低压电子器件或人体安全电压范围兼容。

收缩状态不耗电

收缩状态可以稳定保持而不需要输入电能,只有恢复时才施加反向电压,适合间歇动作和低功耗场景。

仿生机制不依赖外力

收缩通过 I₂ 与 I⁻ 的自发反应进行,相当于骨骼肌中 ATP 水解驱动收缩的化学能释放,无需持续电化学刺激。

修饰后行程提升两倍

季铵阳离子修饰的碳纳米管纱线肌肉收缩行程为 15.5%,比原始纱线的 5.2% 提高了约 3 倍,同时保持低压触发特性。

应用场景