„Kirigamis pjausto“. Japonijos meno arklys įkvepia naujas inžinerijos technikas

Nauji tyrimai leidžia kiekvieno kirigamio motyvą perkelti į daugelį arklių. Paskola: Šiaurės vakarų universitetas

„Kirigami pjūviai“ gali būti naudojami kuriant 3D mikrostruktūras ան nanotechnologijas.

Popierinės snaigės, vaikiškos skrajutės ir sudėtingos popierinės kortelės domina ne tik amatininkus. Viena komanda Šiaurės vakarų universitetas Inžinieriai naudoja sulankstomo popieriaus idėją, kad sukurtų sudėtingą 3D spausdinimo alternatyvą.

Kirigami kilęs iš japoniško žodžio „kiru“ (kirpimas) և „kami“ (popierius) ական yra tradicinė meno forma, kai popierius tiksliai supjaustomas և transformuojamas į 3D objektą. Naudodami plonas medžiagos և programinės įrangos plėveles, kad pasirinktumėte tikslius geometrinius pjūvius, inžinieriai gali būti įkvėpti praktikos sukurti platų sudėtingų struktūrų spektrą.

2015 m. Paskelbtame tyrime žadama parodyti „pop-up“ sukčiavimo Kirigami modelį. Šiame kartojime juostos formos struktūros, sukurtos išpjovomis, buvo atviri arkliai, turintys ribotas galimybes pasiekti uždarus kiaušinius. Kiti tyrimai, pagrįsti tuo pačiu įkvėpimu, paprastai parodė, kad kirigami galima naudoti makrokomandoje naudojant paprastas medžiagas, tokias kaip popierius.

Tačiau naujas tyrimas paskelbtas 2020 m. Gruodžio 22 d. Žurnalo numeryje Pažangios medžiagos: Procesas žengia žingsnį į priekį.

https://www.youtube.com/watch?v=RetBLBLZHsw:

Horacio Espinosa, McCormicko inžinerijos mokyklos mechaninės inžinerijos profesorius, teigė, kad jo komanda galėjo pritaikyti projektavimo և kirigami koncepcijas nanostruktūroms. Espinosa vadovavo tyrimui և yra Amesas N. Ir Nancy Far. Farley yra gamybos ir verslumo profesorius.

„Derindami nano gamybą su eksperimentais mikroskopu vietoje ir skaičiavimo modeliavimu, mes išsprendėme turtingą kirigamio struktūrų elgseną ir nustatėme jų praktinio taikymo sąlygas“, – sakė Espinosa.

Tyrėjai pradeda kurti 2D struktūras, naudodamiesi moderniausiais puslaidininkių gamybos metodais, atsargiai uždėdami „kirigamio pjūvius“ ant ultragarso plėvelių. Struktūrinis nestabilumas filmuose dėl liekamųjų įtempių sukuria tiksliai apibrėžtas 3D struktūras. „Kirigami“ inžinerinės konstrukcijos gali būti naudojamos įvairiai, pradedant mikroskopiniais gaudytojais (pavyzdžiui, ląstelių parinkimu), baigiant erdviniais šviesos moduliatoriais ir baigiant skrydžio valdymu orlaivio sparnuose. Šios galimybės panaudoja biomedicinos prietaisus, energijos rinkimą ir galimas kosminės erdvės technikas.

Paprastai yra ribojamas arklių, kuriuos galima sukurti pagal vieną kirigamą, skaičius. Tačiau naudodama pjūvių variantus komanda sugebėjo parodyti filmo pakreipimą ir pasukimą, todėl atsirado daugiau formų, įskaitant simetriškas ir asimetrines formas. Mokslininkai pirmą kartą įrodė, kad mikroschemų struktūros, naudojant dešimčių nanometrų plėvelės storį, gali pasiekti neįprastas 3D formas, kad būtų užtikrintas platesnis funkcionalumas.

Pvz., Užsidaro elektrostatiniai mikropincetai, kurie minkštuose egzemplioriuose gali būti šiurkštūs. Priešingai, kirigami pagrindu pagaminti pincetai gali būti suprojektuoti taip, kad tiksliai valdytų sunkio jėgą, reguliuojant įtempimo dydį. Gebėjimas numatyti struktūrinę elgseną, remiantis kompiuterinėmis simuliacijomis, kuriant šių և kitų programų išpjovas, patirtis և neteisinga, taupant pinigus.

Tyrimams einant, Espinosa sako, kad jo komanda planuoja ištirti didelę Kirigam egzempliorių teritoriją, įskaitant masinius darinius, kad būtų pasiektas didesnis galimų funkcijų skaičius. Kita būsimų tyrimų sritis yra paskirstytų pavarų įvedimas kirigami įrengimui ir valdymui. Toliau studijuodama techniką, komanda mano, kad Kirigami gali turėti įtakos architektūrai, aviacijai ir aplinkos inžinerijai.

Nuoroda. „Kirigami inžinerija. Nanoskalės struktūros, kuriose pateikiama daugybė kontroliuojamų 3D konfigūracijų “, Xu Hang Ang, Lior Medina, Haogang Kai, Vladimir Aksyuk, Horatio D. Espinosa և Danielis Lopezas, 2020 m. Gruodžio 22 d Pažangios medžiagos:,
DOI: 10.1002 / adma.202005275:

„Kirigami inžinierius. Nanoskalės struktūros, rodančios valdomų konfigūracijų diapazoną “, palaiko JAV Energetikos departamentas (sutarties numeris DE-AC02-06CH11357). Bendraautorė Espinosa: Davidas Lopezas Penn State.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Eksperimentas atskleidžia naujas sinchroninių šviesos šaltinių galimybes.

Iliustracija, rodanti, kaip elektronų moduliacija lazeriu buvo panaudota kuriant lazerio šviesą skleidžiančias mikrobangas. Kreditas: Tsinghua universitetas. Tarptautinė komanda, atlikdama jaudinančius eksperimentus, parodė, kaip įvairios yra...

Kaip sumažinti kūno temperatūrą, gali padėti 10% pacientų, kuriems skiriamas didelis dėmesys

Šiame brėžinyje aprašytas tepalas (oranžinis ir geltonas), kuris yra molekulinis sluoksnis oro sąsajoje ir kvėpavimui reikalingas skystis plaučiuose. Naujausi tyrimai parodė, kad terminio...

Apšviesti saulės banguoti langai gamina energiją iš vidaus

Ryžių universiteto inžinieriai sukūrė ir pastatė langus, kurie saulės šviesą ar apšvietimą iš vidaus paverčia periferinėmis kraujo ląstelėmis. Centrinis sluoksnis yra kompozicinis polimeras,...

Gyvenimo ant koralų rifų gausa buvo nuostabi nuo Charleso Darwino laikų – nauji tyrimai pateikia atsakymus

Planktonu maitinančios žuvys dažnai dominuoja vandenynų koralinių rifų žuvų kolekcijoje. Kreditas: Dr. Christina Skinner Tyrimas parodė, kad atviruose vandenynų vandenyse, kurie kažkada buvo...

Egipto mumijos mumijos „Purvo karapasas“ neregėtas gydymas – neteisingo pateikimo atvejis

Kiekvienas mumifikuotas ir uždarytas Sidnėjaus universiteto Chau Chak Wing muziejaus Nicholson kolekcijoje. A. Mumifikuotas asmuo, dabar saugojimui dėvintis rankas, BMR. 27.3. B....

Newsletter

Subscribe to stay updated.