Diese Studie nutzt Zink-Methacrylat (ZDMA) und Lignin, um ein dynamisches Vernetzungsnetzwerk mit Koordinationsbindungen im ternären Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) zu erstellen, und verwendet mechanisches Training, um das Brechen und die Rekonstruktion der Koordinationsbindungen im Material zu fördern. Dadurch wurde erfolgreich ein hochleistungsfähiges biomimetisches Künstliches Muskelmaterial aus Lignin/EPDM hergestellt und dessen Antriebsmechanismus sowie die Kraftfreie Antriebsleistung systematisch untersucht. Die Studienergebnisse zeigen, dass mechanisches Training die Bruch- und Rekonstruktionsvorgänge dynamischer Koordinationsbindungen fördert und somit effektiv die orientierte Struktur des Molekülkettennetzwerks stabilisiert. Diese orientierte Struktur verleiht dem Material eine Antriebsspannung von 1,5 MPa und eine reversible Antriebsdehnung von über 41 %, während gleichzeitig die Ansprechempfindlichkeit des Antriebs deutlich verbessert wird. Darauf aufbauend wurde durch eine eingebaute Feder oder abwechselndes Erhitzen von zwei Materialien eine reversible Antriebskraft unter kraftfreien Bedingungen durch interne Spannungen erzielt. Aufgrund der hervorragenden photothermischen Umwandlungsfähigkeit von Lignin kann das Material durch lokale photothermische Effekte interne Spannungsunterschiede zwischen der lichtzugewandten und der lichtabgewandten Seite erzeugen, wodurch eine fernsteuerbare Biegebetätigung ohne äußere Kräfte realisiert wird. Die Studie erklärt den Mechanismus der synergetischen Verstärkung der Antriebsleistung durch dynamische Koordinationsbindungen und mechanisches Training und bietet die theoretische und materielle Grundlage für die Entwicklung der nächsten Generation intelligenter Antriebsvorrichtungen ohne Abhängigkeit von äußeren Kräften.

künstliche Muskelmaterialien;Lignin;mechanisches Training;Antriebsmechanismus;kraftfreier Antrieb