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  近日，復旦大學彭慧勝教授課題組通過對碳納米管的多級螺旋組裝，成功制備了一種新型的纖維狀人工肌肉材料，為實現高性能的驅動和敏感器件及應用提出了全新的思路。

  據彭慧勝教授介紹，這種導電的人工肌肉材料對溶劑響應具有很高的靈敏性和選擇性，在工業生產和化學品儲存中，可以用來探測毒性溶劑的泄露和預警。簡單來說，在生產或儲存過程中，有毒溶劑及其蒸氣過量或泄露時，人工肌肉材料與危險溶劑或蒸氣接觸，會自動智能地伸縮或旋轉，從而觸動警報或安全閥門的開關，發出警報告知工作人員，或是關閉通道防止危險溶劑及蒸氣進一步擴散，減少對人體的危害，將發生安全事故的可能性降到最低。

  研究團隊將繼續完善這項研究，并已經通過對纖維進行表面改性，實現了對水的收縮和旋轉響應，并制成了可感應濕度變化的智能窗簾。想象一下，如果未來我們的家中或辦公室有了這樣的智能窗簾，那將會是怎么樣的體驗？窗簾可以通過感應濕度的變化，智能地展開或閉合，可以智能地調節展開的幅度大小，從而影響房間內的濕度變化。

  除此之外，乙醇是當今一類已經廣泛應用的新型生物質燃料，該類敏感材料在乙醇浸潤下可產生高速的旋轉驅動，其實質是表面能與動能的轉化，進一步在纖維低端連接一個銅線圈并引入磁場，就可以用來產生電能，從而實現生物能-動能-電能的轉化。

  據彭慧勝教授介紹，這項研究首先是受植物內部螺旋結構的啟發。自然界中，很多植物都會對外界環境的刺激產生新奇的運動行為，如松果隨濕度變化產生彎曲變形，種芒在潮濕土壤表面發生卷繞運動，以及絲瓜卷須的螺旋生長等。這些植物運動對植物繁殖生長、自我防衛和養料攝取等方面起著至關重要的作用。研究發現，植物內部纖維素微纖的螺旋排布是導致上述植物運動的結構基礎。

  研究團隊以具有高比表面積、優異的力學和電學性能取向的碳納米管為基本單元，并對其進行多級螺旋構筑，在纖維內部形成了大量的納米和微米尺度的管道結構，這種多級管道結構可以使溶劑快速高效地濕透到纖維內部。其對溶劑的響應速度比傳統的高分子基敏感材料高三個數量級，并可以同時產生強勁的收縮和旋轉運動。這種結構設計為制備高性能的智能響應材料和器件開辟了一個全新的思路。