根据一项新的研究，编织和缝合人造肌肉可能有助于制造柔软的外骨骼，残疾人士可以在衣服下穿着这种外骨骼来帮助他们行走。
纺织加工是人类最古老的技术之一，但近年来，人们对利用它来制造“智能”纺织品重新产生了兴趣，这种纺织品可以做各种事情，从从环境中收集能量到监测我们的健康。
现在，瑞典的研究人员用涂有对电有反应的聚合物的纤维素纱线制造了驱动器（将能量转化为运动的装置）。然后，使用标准工业机器编织和缝合这些纤维，以制造纺织驱动器，研究人员称之为“textuators”。[改变世界的十大发明]
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外骨骼可以用来提高人类的举重能力或帮助残疾人行走，但它们依赖于体积庞大、噪音大且僵硬的电动机或气动系统。研究人员说，他们的方法有朝一日可能有助于使用纺织加工技术批量生产柔软且安静的外骨骼，以及用于软机器人的驱动器。
瑞典林雪平大学应用物理学副教授、该研究的负责人埃德温·贾格说：“我们的梦想是你可以穿在衣服下的套装——隐藏的外骨骼可以帮助老年人，帮助那些从受伤中恢复的人，也许有一天可以让残疾人再次行走。”
该团队从生物相容且可再生的纤维素纱线开始，将其编织成各种纺织品。然后使用类似于商业织物染色过程的方法，用一种名为聚吡咯（PPy）的导电聚合物涂覆这些纺织品。
PPy已被广泛用于制造软驱动器，因为当对其施加低电压时，由于离子和溶剂进出聚合物基质，它的大小会发生变化。当这种材料涂覆在纤维上时，施加正电压时它会收缩，施加负电压时会膨胀。
在今天（1月25日）在线发表在《科学进展》杂志上的一项新研究中，研究人员发现，编织织物产生的textuator产生了高力，而针织产生的力较小，但材料非常有弹性。
贾格告诉《生命科学》，通过改变加工方法和编织或针织图案，应该可以根据手头的具体应用来定制textuator的力和应变特性。为了展示该方法的能力，科学家们将针织织物集成到一个乐高杠杆臂中，它能够举起 0.07 盎司（2 克）的重量。
中国重庆大学化学工程副教授、也从事智能纺织品研究的范星告诉《生命科学》，这项研究是朝着商业上可行的智能纺织驱动器迈出的有趣一步，但补充说，仍然有一些问题需要克服。
目前，该材料仍然需要浸没在液体电解质中，该电解质充当 PPy 的离子来源。该材料的反应速度也比哺乳动物肌肉慢得多，需要几分钟才能完全膨胀或收缩。
“尽管如此，我相信经过多年的改进，可行的智能纺织驱动器出现在商业投资者办公桌上的日子不远了，”范告诉《生命科学》。
贾格说，他的团队已经在设计第二代 textuators，这将解决这些问题。他说，缩短响应时间只是将纱线的直径减小到几微米的问题，而市售的纺织加工机能够做到这一点。研究人员还在研究将电解质嵌入织物中的方法，以便它可以在空气中工作。
该小组选择使用 PPy 是因为他们熟悉这种材料，但一个限制是，实现高力需要粗纱，这会减慢响应时间。贾格说，一项关键的创新是证明，像肌肉纤维一样，以平行方式组织多根纱线能够增加力，而不会增加响应时间。
“尽管如此，我们不认为自己被这种材料束缚住了；这更像是一种展示我们可以使用带有智能材料的纺织品来制造 textuators 的方式，”他说。“我不确定我们的材料是否是最好的材料，但希望找到更好材料的人会受到启发，并将我们的这项技术作为起点并从中改进。”
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