当机器人拥有“肌肉”与“筋骨”，谁在编织这场材料革命？

实验室里，一根看似普通的白色纤维在测试中承载了超过500兆帕的抗拉伸力，经历150万次弯折后依然完好——这不仅仅是材料科学的突破，更是人形机器人产业走向量产的基石。

2025年世界机器人大会上，资本的目光从“看演示”转向了“看量产”和“看落地”。高工机器人产业研究所数据显示，国内具身智能产业链上下游总计发生144次融资事件，融资金额达到195亿元。

市场预测2030年全球人形机器人销量将达到27.12万台，而每台机器人背后，都是一场关于材料科学的激烈竞赛。

产业爆发

当资本开始密集涌入，人形机器人产业正在经历从实验室原型到商业化的关键转折。

2025年被视为人形机器人的“量产元年”。与过去主要关注样机演示不同，现在投资人的关注点已经转向实用性和量产能力。

今年以来，多家具身智能企业融资节奏明显加快，亿元级融资成为常态。上半年已有超过44起融资超过1亿元，其中9起融资金额超过5亿元。

京东、腾讯、美团、字节等互联网大厂正在加速在这一领域的卡位布局。京东更是宣布将在智能机器人领域投入超百亿元资源，计划三年内助力100个智能机器人品牌成交额突破10亿元。

材料创新

在人形机器人产业中，材料科学正成为关键技术突破口，为机器人的性能提升提供物理基础。

不同于传统工业机器人，人形机器人需要模仿人类的运动方式和外观，这对材料提出了更复杂的要求。轻量化、高强度、柔韧性成为核心指标。

中国科学院苏州纳米所的研究团队基于低成本纤维材料设计了一种尼龙@PDMS人工肌肉纤维。

这种材料在经历不同负载驱动的切换后，能够恢复到初始状态，表现出和生物肌肉类似的弹性驱动特性。

在人形机器人的材料需求版图中，不同材料基于自身特性形成了精准的应用场景：

聚醚醚酮主要用于机器人的骨架、齿轮和关节，其比强度是铝合金的8倍，而密度仅为1.32g/cm³，大约是铝合金的一半。

碳纤维则主要应用于机械手臂和机身框架，含碳量超过90%，比强度是钢材的15倍，能够实现减重30%以上。

超高分子量聚乙烯纤维则专注于灵巧手腱绳的应用，其拉伸强度超过39cN/dtec，密度仅为钢材的1/8，抗冲击性优于碳纤维和芳纶，能够实现0.1毫米级的精细动作。

应用场景

在具体的机器人设计与制造中，这些高性能纤维材料正被应用于多个关键部位，直接影响机器人的性能表现。

在机器人灵巧手领域，超高分子量聚乙烯纤维正在替代传统的钢丝腱绳。与传统材料相比，这种纤维具备更高的强度、更轻的重量和更优异的柔韧性。

目前，恒辉安防等企业已经开发出多款复合结构腱绳测试样品，关键技术指标如抗拉伸力（≥500兆帕）、耐疲劳度（超过150万次）已达到国际头部厂商的要求。

在机器人外壳和连接件方面，聚苯硫醚以其出色的耐热性能（耐热温度260℃）和耐酸碱腐蚀特性成为优选材料。其冲击强度超过国家标准3-8倍，能够抵御500-1200焦耳的冲击。

对于需要承受高负载和高温的机械臂关节，碳纤维增强复合材料展现出独特优势。沃特股份发布的碳纤维增强方案，其材料密度仅为1.38克/立方厘米，比铝合金轻了一半，同时可以承载200千克的动态负载。

企业竞逐

面对人形机器人带来的材料需求，国内企业正从不同角度切入这一新兴市场。

恒辉安防作为超高分子量聚乙烯纤维领域的代表企业，已经与多家机器人领域的领先企业完成多轮送样测试。

公司正在合力推动该材料在机器人灵巧手腱绳、轻量化外壳型材、柔性关节保护件等场景的创新落地。

精工科技与吉大特塑的战略合作则聚焦于聚芳醚酮系列材料在碳纤维复合材料、机器人、航空航天等领域的应用与扩展。PAEK系列材料作为高性能特种工程塑料，在高端制造、国防科技等领域拥有广阔前景。

南山智尚则通过独立研发，在超高分子量聚乙烯纤维领域实现了从无到有、从有到优的突破。其专利技术“抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维用纺丝液及其制备方法”，有效解决了传统UHMWPE纤维长期使用中的松弛问题。

市场前景

人形机器人产业的蓬勃发展，为高性能纤维材料开辟了全新的增长空间。未来几年，这一领域将呈现明确的增长轨迹。

市场预测显示，到2030年，人形机器人产业将带动关键材料需求的显著增长：

聚醚醚酮需求将新增3118吨，对应市场规模约15.6亿元；碳纤维需求将增加1898吨，对应市场规模约1.57亿元；聚苯硫醚需求将增加3254吨，对应市场规模1.46亿元；超高分子量聚乙烯纤维需求将增加542.4吨，对应市场规模约0.33亿元。

这些数据背后，是材料性能与成本之间的持续博弈。以碳纤维为例，虽然其性能优异，但当前成本仍是铝合金的10倍，这直接影响其大规模应用。

同样，聚醚醚酮原料4，4-二氟二苯酮国内产能不足，进口率超过80%，也成为制约因素。

结束

今年早些时候，在第九届亚洲冬季运动会的短道速滑赛场上，恒辉安防生产的手套因采用超高分子量聚乙烯纤维和纳米硅胶抓冰技术，助力运动员林孝埈夺得男子500米冠军。

一根纤维，正在连接从赛场到实验室，再到未来智能工厂的每一个环节。

当机器人灵巧手的腱绳开始采用比钢丝更强却更轻的超高分子量聚乙烯纤维，当机械臂的关节用上了比铝合金更坚固的碳纤维复合材料，这场由材料科学驱动的机器人革命才刚刚拉开序幕。