一項發表在《應用物理快報》的新研究表明基于蔬菜細胞的人造肌肉在彎曲的同時可伸縮變形

切洋蔥是一件苦差事，尤其如果切“對”了地方，即使最有經驗的廚師也會直奔紙巾盒。如今，洋蔥不僅只在廚房里展現魅力，它們也被國立臺灣大學的研究者們用在了制造人造肌肉方面。不同于以往的人造肌肉，“洋蔥肌肉”可以隨著加載電壓的不同而伸展收縮并向不同的方向彎曲。在本周美國物理聯合會出版的《應用物理快報》中，研究人員報道了這一成果。

“我們一開始的目的是要開發出一種微結構以增加人造肌肉的驅動變形（即在電壓的驅動下人造肌肉彎曲伸展的程度），”課題組的帶頭人 Wen-Pin Shih說?！坝幸惶?，我們發現洋蔥細胞的結構和尺寸和我們一直在研發的微結構十分類似。”Shih和研究生Chien-Chun Chen以及同事共同開展了此項研究。

洋蔥的表皮，也就是體表下薄脆，輕薄，半透明的那層膜，是由短而結實的細胞緊致地排列在晶格中形成。Shih和他的同事認為洋蔥的表皮細胞有望用來制作更為靈活的人造肌肉，完成一些復雜有難度的動作，如在彎曲的同時可以伸展或者收縮。Shih說，目前的人造肌肉只能彎曲或者伸縮，兩個動作不能同時進行。

在實驗中，研究者們先用酸液去除洋蔥細胞的半纖維素，一種增加細胞壁硬度的蛋白質，之后在洋蔥表皮的兩面鍍金作為電極。當電流通過金電極時，洋蔥細胞可以如肌肉般彎曲伸展。

“我們有意讓兩面鍍金電極厚度不同，這樣兩面的細胞硬度就不對稱，”Shih說。這種不對稱性使得研究者們能夠控制肌肉的反應：當加入低電壓時，洋蔥肌肉會向下伸展，朝鍍層厚的一面彎曲。反之，當加入高電壓時，洋蔥肌肉會向上收縮，且朝鍍層薄的一面彎曲。

“我們發現單層晶格結構能夠產生獨特的驅動模式，這是以往的人造肌肉從未有達到過的，”Shih說。

為了證實人造肌肉可用來制造實用的工具，研究者們用兩片洋蔥肌肉制作了鑷子，并用它成功夾起了棉球。研究者們表示將來希望進一步提高人造肌肉的提升力?！拔覀兿乱徊降挠媱澥墙档脱笫[肌肉的驅動電壓和驅動力。”

轉載自：生物360