Научный журнал

Техника японского искусства вдохновляет на новые инженерные разработки

 

 

Аннотация. «Киригами» можно использовать для создания трехмерных микроструктур и наноинструментов.

 Техника японского искусства вдохновляет на новые инженерные разработки

Бумажные снежинки, всплывающие детские книги и замысловатые бумажные открытки интересны не только мастерам. Команда инженеров Северо-Западного университета использует идеи, взятые из практики складывания бумаги, для создания сложной альтернативы 3D-печати.

Киригами происходит от японских слов «киру» (резать) и «ками» (бумага) и представляет собой традиционный вид искусства, в котором бумага точно разрезается и превращается в трехмерный объект. Используя тонкие пленки материала и программное обеспечение для выбора точных геометрических разрезов, инженеры могут создавать широкий спектр сложных структур, черпая вдохновение из практики.

Исследование, опубликованное в 2015 году, показало многообещающую модель изготовления «всплывающих окон» киригами. В этой итерации ленточные структуры, созданные разрезами, были открытыми формами с ограниченной возможностью получения замкнутых форм. Другое исследование, основанное на том же вдохновении, в основном демонстрирует, что киригами можно применять в макроуровне с помощью простых материалов, таких как бумага.

Горацио Эспиноза, профессор машиностроения из инженерной школы Маккормика, сказал, что его команда смогла применить концепции дизайна и киригами к наноструктурам. Эспиноза руководил исследованием и является профессором производства и предпринимательства Джеймса Н. и Нэнси Дж. Фарли.

«Объединив нанопроизводство, эксперименты с микроскопией in situ и компьютерное моделирование, мы раскрыли богатое поведение структур киригами и определили условия их использования в практических приложениях», - сказал Эспиноза.

Исследователи начинают с создания 2D-структур, используя самые современные методы производства полупроводников и аккуратно размещая «киригами» на ультратонких пленках. Структурная нестабильность, вызванная остаточными напряжениями в пленках, затем создает четко определенные трехмерные структуры

 

Изображение: news.northwestern.edu

 

Спроектированные структуры киригами могут быть использованы в ряде приложений, начиная от микромасштабных захватов (например, сбора ячеек) и заканчивая пространственными модуляторами света и управлением потоком в крыльях самолета. Эти возможности позволяют использовать эту технику в потенциальных приложениях в биомедицинских устройствах, сборе энергии и в аэрокосмической отрасли.

Источник: https://news.northwestern.edu/stories/2020/12/kirigami-engineering/

Информация о журнале

Сетевое издание «Видеонаука»

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 62708

(выдано Роскомнадзором 10 августа 2015 года)

ISSN 2499-9849

Учредитель: Гнусин Павел Игоревич

Главный редактор: Кокцинская Е.М.

6+

Контакты редакции

Адрес: Челябинская обл., г. Озерск, ул. Лесохим, д. 56

E-mail: journal@videonauka.ru

Телефон: +7 (921) 885-05-89

Skype: videonauka

Viber: +7 (921) 885-05-89

Подписка на новости

ВКонтакте  Facebook  Twitter  Youtube  Instagram

Нажимая кнопку "Подписаться" вы выражаете свое согласие на обработку персональных данных