該型狀記憶聚合物製成的人造肌肉，可在加熱時收縮彎曲人體模型的手臂。(圖片來源：New Scientist)

史丹佛大學的科學家開發出一種新穎可改變形狀的塑料肌肉，在加熱時會改變聚合物的形狀，可舉起自身重量5000倍的物體，在未來機器人技術與智慧醫材設備中具有潛在應用。

該形狀記憶聚合物的可在正常狀態（分子具有柔韌性處於穩定）和變形狀態（分子在拉伸後聚合）之間轉換，一旦處於拉伸變形狀態，聚合物就可以透過加熱或光照來解除拉伸，恢復其“正常”狀態。

然而，傳統的形狀記憶聚合物在拉伸時不會儲存大量能量，這意味著它們在未拉伸時不會釋放太多能量，這限制了它們在涉及舉起或移動物體的任務中的使用。

史丹佛大學的研究團隊已成功生產出這種形狀記憶聚合物，它可以儲存和釋放大量的能量。他們於一個聚丙二醇骨架，在其中添加了4-,4’-methylene bisphenylurea單元。拉伸時，聚合物分子鏈會物理性排列，且在分子內與分子間形成氫鍵，這些氫鍵有助於材料保持其高度拉伸的狀態。然後，當加熱到 70°C 時，氫鍵斷裂，材料可以恢復到其原始未拉伸狀態，在此過程中從中釋放能量。

研究人員Zhenan Bao表示：“該聚合物可以拉伸至其初始長度的5倍，並在其擴展形式下每克儲存高達17.9焦耳的能量，是大多數其他形狀記憶聚合物的6倍。它可以用來舉重或為行走困難的人提供額外的幫助。除了創紀錄的高能量密度外，形狀記憶聚合物價格也很便宜，原材料成本每磅約11美元，且易於製造。”

為了展示其潛在用途，該團隊將這種材料變成了木製人體模型上臂和下臂之間的人造肌肉。當人體模型的肘關節伸直時，聚合物就會拉伸。然後，通過對聚合物加熱，它將再次收縮，使人體模型的肘關節彎曲。

(來源：New Scientist  生策中心編譯)