无论是扭动脚趾还是抬东西，身体的肌肉都会平稳地扩张和收缩。有些聚合物也可做同样的事情，就像人造肌肉一样，但需要危险的高电压刺激。据美国化学会《ACS应用材料和界面》杂志报道，瑞士联邦材料科学与技术实验室研究人员开发了一系列弹性薄膜，能对较低电压作出响应。这些材料代表着人们向造出可在医疗设备上安全运行的人造肌肉迈出了一大步。
人造肌肉有望成为可移动软机器人和功能性人工器官的关键部件。电活性弹性体，如瓶刷聚合物，是很有吸引力的材料，它们一开始很软，拉伸时会变硬，而且可在带电时改变形状。
然而，目前可用的瓶刷聚合物膜只能在4000伏以上的电压下移动，这超过了美国职业安全与健康管理局规定的最大安全电压50伏。如果将这些薄膜的厚度减少到100微米以下，可降低所需的电压，但对于瓶刷聚合物来说，还做不到这一点。因此，研究人员希望找到一种简单的方法来生产更薄的薄膜。
研究人员将降冰片烯接枝的聚二甲基硅氧烷大分子单体通过紫外线进行交联，合成了一系列瓶刷聚合物。
一种60微米厚的材料是最具电活性的，工作电压为1000伏，用该材料制成的圆形致动器在降解之前膨胀和收缩了超过1万次；在另一组实验中，研究人员将极性侧链引入聚合物，生产出能响应低至800伏电压的材料，但它们的膨胀程度不如前者。
研究人员表示，经过调整，这种材料将来可用于开发耐用的植入物和其他在更安全的电压下工作的医疗设备。
人造肌肉的具体用途有哪些
人造肌肉伸缩性已能和人的肌肉相媲美，材料自身性能决定，无需马达、齿轮等复杂装置，体积小、重量轻。研究人员称研发的两种人造肌肉性能均非常突出，同时具备燃料电池和肌肉的功能。其中一采用了含催化剂的碳纳米管电极，可作为燃料电池的电极将化学能转化为电能，级电容器的电极来储存电能，还可作肌肉电极将电能再转化为机械能。另外一种是目前最强健的肌肉，是通过混合燃料和空气中的氧气发生催化反应，将化学能能，升高的温度可使制造肌肉的具有形状记忆
功能的金属材料用力收缩，冷却后肌肉胀放松。由于这种燃料电池肌肉所使用的外层涂有纳米颗粒催化剂的形状记忆金在市场上买到，这使得它尤其容易在自动装置中得到应用。
这次新研制成功的人造肌肉则解决了这些问题。研究人员使用更具有弹性且已经被广泛应用的碳纳米管（carbonnanotubes）取代其它金属薄膜来充当电极，这样就避免了因重复使用导致金属膜失效而出现的供电问题。另外，如果碳纳米管某一部分出现问题，它周围剩下的区域就会将其自我封闭起来，使其不会导电，这样就防止了损坏影响到其它区域。佩·齐平说，“我们对这个新装置已经多次进行了类似的实验，包括用大头针将人造肌肉刺破，结果证明它并没有瘫痪，还能正常工作”。
更神奇的是，这种能自我修复的人造肌肉还能发电和储存电能。当此人造肌肉在膨胀后收缩时，它自身碳纳米管的结构会进行重新排列，这是它就会产生一股小小的电流。并且这股电流是可以储存并加以利用的，例如给下一次肌肉运动扩张提供能量，或者贮存在电池里给类似于iPod的移动设备充电。“它可以将你输送给它的近70%的能量保存下来，”
值得一提的是，人造肌肉的服务对象不仅仅是人类本身。研究者介绍，人造肌肉还能成为机器人、飞机、海洋舰队等的帮手。
由于乙醇产生的能量系数比电池等常规能源高出30%，因此，人造肌肉可以安装在机器人身上充当“电池”。还可以用在假肢上，给假肢新的力量。
