Kirigami-Beispiel MarynaVoronova / iStock
Ein Forscherteam von Northwestern Engineering hat sich von einem japanischen Kunststil inspirieren lassen, der Papierfalzpraktiken wie Papierfalzpraktiken für eine neue Ingenieurtechnik umfasst.
Der betreffende Kunststil heißt Kirigami wo Papier geschnitten und in ein 3D-Objekt umgewandelt wird. In dieser kirigami-artigen, hoch entwickelten Alternative zum 3D-Druck können Ingenieure mit dünnen Material- und Softwareschichten eine Vielzahl komplexer Strukturen erstellen, um exakte geometrische Schnitte auszuwählendas Pressemitteilung .
Kirigami und Nanoproduktion
Eine frühere Studie, die 2015 veröffentlicht wurde, hatte im "Kirigami-Popup-Herstellungsmodell" vielversprechende Ergebnisse gezeigt. Die Kreationen waren jedoch nur begrenzt in der Lage, geschlossene Formen zu erzielen. neue Forschung , veröffentlicht in der Zeitschrift Fortgeschrittene Materialien von Northwestern Engineering, hat die vorherige Forschung einen Schritt weiter gebracht, indem die Konzepte von Design und Kirigami auf Nanostrukturen angewendet wurden.
Horacio Espinosa, Professor für Maschinenbau an der McCormick School of Engineering angegeben , "Durch die Kombination von Nanoproduktion, In-situ-Mikroskopieexperimenten und Computermodellierung haben wir das reichhaltige Verhalten von Kirigami-Strukturen aufgedeckt und Bedingungen für ihre Verwendung in praktischen Anwendungen identifiziert."
So geht's: Die Forscher erstellen 2D-Strukturen mit der Methode und "Kirigami-Schnitten" auf ultradünnen Filmen. Dadurch entstehen strukturelle Instabilitäten, die durch Eigenspannungen in den Filmen hervorgerufen werden. Auf diese Weise werden genau definierte 3D-Strukturen erzielt.
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Die Forscher Zustand dass diese Strukturen in Anwendungen verwendet werden könnten, die von Greifern im Mikromaßstab über räumliche Lichtmodulatoren bis hin zur Durchflussregelung reichen Flugzeugflügel .
Sie können die Technik unten in Aktion sehen :
Wie in der YouTube-Beschreibung angegeben, werden die Materialien gebogen und in verschiedene Formen gedreht, nachdem charakteristische Kirigami-Schnitte in extrem dünnen Materialien ausgeführt wurden.
Wenn weitere Untersuchungen durchgeführt werden, möchte das Team mehr Kirigami-Designs untersuchen, um eine größere Anzahl möglicher Funktionen zu erreichen. Das Team glaubt an Architektur, Luft- und Raumfahrt und Umwelttechnik könnte in Zukunft von dieser Technik profitieren.