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几十年来，研究人员一直在开发聚合物和其他材料，他们希望有一天能够用这些材料来制造人造肌肉，当给予电荷时，这些肌肉可以比今天使用的液压系统和电动机更廉价、更有效地模拟真实肌肉。德克萨斯大学达拉斯分校艾伦·G·麦克迪尔米德纳米技术研究所的一组科学家在今天的科学杂志上报告说，他们已经展示了一种新型的人造肌肉，它几乎完全由碳纳米管组成，可以在极低的温度下工作，这会导致其他人工肌肉系统冻结，并且在极高的温度下工作，这会导致其他肌肉系统分解。
研究合著者兼研究所主任、化学教授雷·鲍曼说，这种轻便、低密度的人造肌肉能够承受液氮（-321华氏度或-196摄氏度）和铁熔点（2,800华氏度或1,538摄氏度）之间的温度，可以用于移动关节、手臂以及太空、航空航天和行星探测结构的其它组件，在这些地方，恶劣的环境禁止使用任何其他类型的驱动材料。
虽然人造肌肉通常以与动物肌肉相同的原理运行，但碳纳米管人造肌肉不太可能用于假肢或替代组织。“用于驱动的高电压消除了组织替代的可能性，”鲍曼说，并补充说，假肢不需要新材料所具有的快速响应速度或承受极端温度的能力。他补充说，其他类型的人造肌肉，特别是那些将燃料的化学能转化为机械能的人造肌肉，更适合假肢。
新型人造肌肉实际上是一种透明的“气凝胶”薄片（之所以如此称呼，是因为薄片中的大部分体积是空气或真空）。气凝胶由贯穿材料的排列的碳纳米管组成：鲍曼说，当试图在纳米管排列的同一方向上拉伸薄片时，该薄片的“比强度”（强度除以密度）超过了最强的钢板。然而，当横向拉动时，材料更容易拉伸。“无论是否充电，这种材料都具有这些特性，”他补充道。
“雷小组的主要目标是研究不同的材料，看看他们是否可以从中获得运动和力，然后再看看他们能将其推到多远，”温哥华不列颠哥伦比亚大学电气和计算机工程副教授约翰·马登说。
当施加正电压时，最初生产时约 20 微米（一微米等于约 4000 万分之一英寸）厚，并且在变得更致密时约 50 纳米（一纳米等于 400 亿分之一英寸）厚的气凝胶薄片可以膨胀至其原始尺寸的三倍（任何超过此限度都会损坏材料），并在断电时缩小回其原始尺寸。这种膨胀来自碳纳米管在对材料施加电力时产生的排斥力（将它们推得更远）。该团队“创造了一种其他人没有创造过的材料，”马登说，他在一篇与该研究相关的科学文章中写到了这项研究。“它不仅轻便，而且在一个方向上非常坚固，但在另一个方向上几乎没有刚度。我从未见过在方向之间有如此大差异的东西。”
由于纳米管垂直于其排列方向衍射光，因此改变气凝胶薄片的密度，然后将其冻结在此形状中的能力可以用于改进“用于有机发光显示器、太阳能电池、离子束电荷剥离和冷电子场发射的纳米管电极”，根据科学报告。
从长远来看，人造肌肉的耐温特性可能在探索其他行星时证明有用。“如果您想在航天器在太空中低温旅行时改变用于为航天器供电的太阳能电池的方向，您可能需要它，”鲍曼说。此外，使用气凝胶制成的人造肌肉而不是钢制成的液压系统或马达的卫星、探测漫游器或航天器会轻得多，并且发射到太空所需的能量更少。“对于您想要最大限度地减轻重量的应用，”他说，“气凝胶会做得很好。”
然而，对于地球上的建筑物来说，该材料的低密度优势较小，因为例如，要完成建筑物中钢梁的工作需要大量气凝胶。“[由气凝胶制成的]梁可能更轻，”马登说，“但它必须大得多。”
鲍曼的例子是人造肌肉的最新例子；其他几种类型的人造肌肉已经研究多年。SRI International和日本的Hyper Drive公司在12月份在加利福尼亚州圣克鲁斯海岸测试了一种联合开发的、安装在浮标上的、以海浪为动力的发电机，该发电机使用了内部的类似手风琴的装置，由电活性聚合物人造肌肉（EPAM）制成，以产生转化为电能的机械能。在2005年，高中生潘娜·费尔森（当时17岁）在掰手腕比赛中击败了三个不同的人工肌肉机器人手臂。新墨西哥州环境机器人公司（ERI）制造的机器人手臂表现最好，坚持了26秒，而来自弗吉尼亚理工学院和瑞士联邦技术研究所的材料测试与研究实验室的手臂则在不到四秒的时间内就输掉了比赛。