Sid Perkins

当一根黄瓜开始生长时，它需要紧紧地盘绕卷须，为了寻找支撑力将植物向上拉伸。这样也确保了植物尽可能地获得最多的阳光照射。近日，麻省理工学院的科学家们发现了效仿这种“盘绕拉伸”的机制，将它用于制造出一种收缩纤维，用来制成机器人、假肢或其他生物医学中的人造肌肉。

最近，麻省理工学院的博士后Mehmet Kanik等人共同研究发现了一种新型纤维物，运用“纤维伸拉”技术将两种不同的聚合物粘合成单根纤维。“热胀冷缩”是人们熟知的自然现象，而每种材料都有各自不同的热膨胀系数——就是温度平均每升高1个单位，长度的相对变化量。

这一过程的关键在于，将两种不同热膨胀系数的物质融合在一起——这意味着当温度升高时，两种物质会产生不同的膨胀程度。这与多数恒温控制器的原理相同，比如用一种双金属片在电路过载时感受温度的变化， 进而改变双金属片的弯曲程度，并控制接触断开的效果。当两种物质温度升高，其中一种膨胀更快的物质会被另一种物质抑制效果。因此，复合材料会卷起，向膨胀更慢的一方弯曲。

在两种不同聚合物的共同弯曲下，Kanik与研究团队利用一种极易伸缩的闭环共聚弹性体和一种坚硬的热塑性聚乙烯制造出一种纤维，当它拉伸至大于自身长度的数倍长后，将自然形成为紧密的卷状，类似于黄瓜产生的卷须。可是Anikeeva回忆说：“研究人员在初次实验后，出现了许多意料之外的新发现。”

当Kanik 初次采用卷曲纤维时，仅靠他手上的温度就能使纤维紧实地卷曲起来。……