生物组织的复杂层次结构赋予了它们独特的性能。例如，丝绸、珍珠母、骨骼和牙齿等天然结构材料具有硬质相和软质相依次排列的层次结构，因而它们能表现出独特的力学性能。除了静态特性，生物材料还可对外界环境产生高精度动态响应，而哺乳动物的骨骼肌就是一个很好的例子。骨骼肌在单细胞（肌肉纤维）水平上具有高度有序的条纹特征（图 1a）。肌肉的驱动性能与它们的结构顺序直接相关，内部结构的紊乱会导致功能的严重丧失。
受天然肌肉的启发，人造肌肉和仿生驱动器在近年迅速发展，并有望彻底改变机器人、、假肢和智能服装领域。人造肌肉发展的一个重要方向是将高性能驱动材料与基于天然骨骼肌纤维的结构设计相结合。纳米级嵌段共聚物自组装是一种理想的工具，因为它具有广泛的结构模板和完善的指导理论。随着合成策略和链结构多功能性的发展，纳米级自组装嵌段共聚物被广泛应用于粘合剂、涂料和包装等日常商品，以及高度工程化的产品，例如治疗给药、有机电子和分离膜。
鉴于此，华南理工大学郎超教授联合宾夕法尼亚州立大学Robert J. Hickey教授提出了一种开发纳米结构驱动材料的创新策略。该策略基于哺乳动物骨骼肌纤维的构效关系，采用纳米结构的嵌段共聚物，实现了可逆和可回收的聚合物致动器。将溶液相嵌段共聚物自组装和随后的应变程序化结晶（strain-programmed crystallization，SPC）相结合，制造出了一类新的高性能柔性致动器/人造肌肉纤维。该纤维具有卓越的驱动效率（75.5 %）、驱动应变（80%）和力学性能（高达900%的断裂应变和高达121.2 MJ m-3的断裂韧性）。该材料有望应用于手术机器人、智能服装、触觉界面以及假肢等领域。该研究以题为“Nanostructured block copolymer muscles”的论文发表在最新一期《Nature nanotechnology》上。
