“烫发”新技术让头发“秒变”爬行机器人

科技日报讯（记者陈曦 通讯员吴军辉）一根普通的人类头发就可以“秒变”爬行机器人。记者4月6日获悉，南开大学药物化学生物学国家重点尝试室、化学学院刘遵峰传授团队操作加捻和冷烫技术研发出一种自行固定智能头发人工肌肉，可通过感知湿度实现自动伸缩，用它制成的毛虫机器人可以做出爬行、扭转等行动。该技术为含化学键的加捻纤维的定型提供了一种新计谋，在生物相容性智能质料、传感器和软体机器人研发范围中具有广阔应用前景。介绍该成就的论文日前颁发于国际质料学权威期刊《质料视界》上。

头发人工肌肉的应用展示（图片由受访者提供）

据介绍，拉伸和扭转驱动是根基的变形类型，可用于构建庞大的变形驱动，如弯曲、滚动、爬行等。人类的肌肉纤维、蜘蛛丝以及铃状铃虫的细长茎等，都是天然界中存在的自固定的纤维驱动器，可以实现伸缩和扭转等运动。基于生物质料的自固定智能驱动器可用于传感器、控制器以及组织工程、医疗保健和人机交互的软机器人中。刘遵峰团队在寻找合适的天然生物质料过程中，从美发厅的烫发技术中找到了灵感。

头发是一种由富厚角卵白组成的天然生物质料，具有高拉伸强度、高隔热性、完全的生物降解性以及容易获得等长处。由于头发中α-角卵白对水具有高灵敏响应性，因此，研究团队认为，头发非常适合制备自固定人工肌肉。经过重复试验，团队操作头发中二硫键和氢键形成的交联网络，开发出了这种“智能烫发新技术”，实现了湿度响应的头发人工肌肉的自固定。

“这项研究重要的意义在于提供了一种新的计谋，通过生物相容性和可生物降解天然质料中的化学交联来实现捻度的保持，来制备自固定的纤维人工肌肉，并实现人工肌肉可逆性的调理。这项新技术可拓展应用于含–SH键的其他天然和人造质料的自固定中，并对含其他动态可逆共价键质料的自固定具有借鉴意义。”刘遵峰说。