铜层扭转陶瓷人造肌

高模量强驱动

通过陶瓷金属化策略,氧化铝陶瓷丝可扭转成手性卷曲结构,实现了电热驱动,从根本上解决了氧化物陶瓷在扭转中易脆断的难题。

Wu, Jiawei · Yongshi, Guo · Xuwang, Tian · Kun, Fu · 闫建华

Advanced Materials 2025

参数信息

弹性模量
180 GPa
最大驱动应力
483.5 MPa
载荷能力
0.28 million times own weight
收缩功率比
18 times human muscle
能量密度比
240 times human muscle
能量转换效率
7.59 %

技术优势

扭转时不再脆断

在氧化铝丝表面化学镀薄铜层,利用铜的延展性吸收扭转应力,使陶瓷丝能像纤维一样加捻成手性卷曲结构,从根源上避免脆性断裂。

载荷能力超凡

这种肌肉可举起相当于自身重量28万倍的物体,远超过现有软体致动器,适合需要高承载的场合。

驱动应力极高

驱动应力可达483.5 MPa,与刚性电机相当,而传统软体驱动器通常只能达到几十kPa到几MPa。

能量密度与功率远超肌肉

收缩功率是人肌肉的18倍,能量密度是240倍,且能量转换效率高达7.59%,超过多数已报道的碳基和聚合物人工肌肉。

应用场景