从日本的折纸艺术中，工程师可以学到很多东西，从廉价的纸和水制成的电池到通过加热激活的小型机器人。尽管折纸引起了很多关注，但一种名为kirigami的变体也有很多好处。一组科学家首次将这项技术缩减为纳米级，他们说，这一突破为从机器人技术到航空航天的应用提供了新的可能性。折纸与折纸非常相似。除了将纸张折叠成不同的形状外，还必须在选定的位置小心地将其切成成品。最近，我们已经看到工程师从这种艺术形式中获得灵感，并开发了可以旋转以跟踪太阳的新型太阳能电池，自行式机器人蛇以及可以膨胀为疯狂形状的可编程气球。这些类型的结构是通过非常精确地放置几何切口实现的，这些切口赋予非常薄的材料膜独特的性能，但到目前为止，它们仅在宏观或人眼中可见。目前，西北大学的科学家已经成功地将该技术应用于纳米尺度的结构测量。作为参考，人的头发的直径约为100,000纳米。该小组从制作超薄胶片开始，并在胶片上仔细放置了切纸折纸。这些薄膜中的残余应力将产生结构不稳定性，进而导致切口及其周围环境发生变化，从而将2D材料变成工程化的3D结构。这些切口可以改变材料的弯曲和变形，并创建不对称的3D形状，包括对称性和不对称性。根据研究人员的说法，这些形状可以在各种领域中使用，从微型机器人抓取器到用于光学应用的空间光调制器，再到控制飞机机翼的流动。从这里开始，团队计划继续探索激进折纸工程技术的潜力，包括增加执行器来部署或控制成品的可能性。 “通过将纳米加工，原位显微镜实验和计算模型相结合，我们揭示了折纸结构的丰富特性，并确定了其在实际应用中的使用条件。”负责这项研究的Horacio Espinosa说。这项研究发表在《先进材料》杂志上。负责编辑AJX