Представьте себе следующее: с помощью простой вспышки света или тепла скромный кусок бумаги складывается в журавль и, когда пульсирует свет, взмахивает своими бумажными крыльями в полете. Хотя эта концепция все еще находится на ранних стадиях, ученые приблизились к тому, чтобы воплотить это в жизнь, недавно представив самосборную бумагу на основе графена.
Связанный контент
- Использование Kirigami, японского искусства резки бумаги, для создания лучших солнечных панелей
Новая вдохновленная оригами бумага не может улететь. Но ученые успешно «запрограммировали» его, чтобы он сложил себя в коробку и стал ходить в стиле червя. Согласно исследованию, опубликованному на прошлой неделе в журнале Science Advances, они даже создали сочлененную руку из бумаги, которая может держать и удерживать объект в пять раз больше своего собственного веса.
«Мы подумали, что было бы более интересно, что устройство для оригами не только складывается, но и может двигаться само по себе, как может летать журавль из оригами или может ходить дракон из оригами», - говорит Хонгжи Ван, автор исследования бумаги и материалов. Университет Донхуа в Шанхае, Китай, пишет по электронной почте.
Ученые сконструировали эту самораскрывающуюся бумагу, наслоив два типа графена: один удерживает влагу, а другой - нет. Бумага, которая поглощает влагу из воздуха, может быстро обезвоживаться под вспышками инфракрасного света или тепла, что приводит к ее сжатию. Таким образом, стратегически размещая слои этой бумаги в модели, ученые создали шарниры или шарниры.
При включенном свете бумага гнется. При выключенном свете бумага выравнивается. Этот простой, быстрый и обратимый процесс может повторяться в течение нескольких циклов без разрушения бумаги. Чтобы бумага повернулась за угол, ученые просто переставили источник света или тепла.
Ван и его команда возлагают большие надежды на их крошечную технологию, называя ее «зародышем нового вида робота». Бумага может быть включена в развивающуюся область микророботов, искусственных мышц и тканевой инженерии. Существует также потенциальное применение в солнечной технологии для создания самораскрывающихся солнечных панелей.
«В ближайшем будущем это даже может внести изменения в жизнь людей», - пишет Ван. «Например, умная одежда может изменить свою форму и стиль в зависимости от температуры тела, изменений окружающей среды или других мягких симуляций».
Это не первый самораскрывающийся или прогулочный материал. Полимеры были в центре внимания предыдущих усилий, но эти полимеры с памятью формы, кристаллические полимеры и гели имеют свои ограничения. Они нестабильны в экстремальных условиях, дороги и ограничены в формах, которые они могут создать.
«По сравнению с традиционными активными материалами структура этой статьи проще, реакция быстрее, результат более эффективен», - пишет Ван.
На данный момент Ванг и его команда работают над тем, чтобы сделать систему еще более эффективной и уменьшить объем бумаги, снимая устройство наноразмерного оригами.
