祝贺课题组在《先进功能材料》（ Advanced Functional Materials ）发表题目为“Hydration Programmable, Shape Memorable Artificial Muscles for Antagonistic Movements”研究成果！武汉大学化学与分子科学学院博士研究生崔言德为第一作者，武汉大学化学与分子科学学院常春雨教授和资源与环境科学学院陈朝吉教授为通讯作者，武汉大学博士后徐超、研究生林杰涵、翟艳铎为论文共同作者。该研究采用了水合可编程形状记忆纤维来模拟骨骼肌的可逆拮抗运动，这项工作为使用形状记忆聚合物作为人造肌肉的软机器人和仿生机器的发展铺平了新的道路。

人体骨骼肌的收缩运动，为日常生活带来了多种运动模式。大多数骨骼肌成对出现，组成拮抗肌肉对，如手臂上的二头肌和三头肌。为了模拟天然肌肉功能，研究人员一直努力研发人工肌肉。目前已开发多种材料的人工肌肉，形状记忆聚合物材料因可实现形状转换而备受关注。然而，骨骼肌只能自发收缩，伸长需借助外力，如拮抗肌的收缩力。在手臂运动中，当前臂上举时，二头肌收缩，三头肌则需放松。但传统形状记忆聚合物在两种状态下的模量相近，无法实现类似拮抗肌肉的运动。

武汉大学常春雨教授课题组从人体手臂肌肉的拮抗运动获得了灵感，提出了一种简单而有效的策略用于可水合编程实现拮抗运动的形状记忆人工肌肉对，这种肌肉对无需外力的参与即可实现大驱动行程的可逆运动。水合编程形状记忆纤维（HP-SMP fiber）通过在溶胀状态下牵伸干燥得到暂时形状，而在加热后可以实现纤维的收缩即永久形状的恢复。将水合纤维组装成拮抗肌肉对，拮抗肌在水合后，通过主动肌的收缩可以带动整个手臂的运动；而主动肌的拉伸是通过拮抗肌的收缩实现的，因此实现了形状记忆材料的可逆运动。这项工作代表了在仿生设施中使用形状记忆聚合物开发可逆、连续机器人系统的重要一步。 

该研究得到了国家自然科学基金（52073217）的资助。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202401005