Оригами, искусство складывания бумаги и киригами, искусство вырезания из бумаги, в последние годы приобрели популярность среди исследователей, создающих механические метаматериалы. Складывание и резка двухмерных тонкопленочных материалов превращает их в сложные трехмерные структуры и формы с уникальными и программируемыми механическими свойствами.

В обзоре прикладной физики, опубликованном AIP Publishing, исследователи из США и Китая классифицируют механические метаматериалы на основе оригами и киригами. Искусственно созданные материалы с необычными механическими свойствами разделили на шесть групп на основе двух разных критериев.

По словам ученых, фигурки оригами и киригами, по своей природе, являются механическими метаматериалами, потому что их свойства в основном определяются тем, как создаются рисунки складок и/или разрезов, и лишь немного зависит от исходного материала, из которого складывается оригами или кирагами.

Категории механических метаматериалов на основе оригами и киригами.

Исследователи разделили механические метаматериалы на три категории, которые включают метаматериалы на основе оригами (только складывание), метаматериалы на основе киригами (только вырезание) и гибридные метаматериалы оригами-киригами (как складывание, так и резка). Гибридные метаматериалы оригами-киригами, в частности, предлагают большой потенциал в изменении формы.

Каждая группа была подразделена на жесткую или деформируемую категорию на основе свойств упругой энергии. Метаматериалы считались жесткими, если энергия накапливалась только в складках или связях. Метаматериалы относились к категории деформируемых, если энергия накапливалась как в складках, так и в связях и панелях.

Исследователи хотят открыть для себя новые конструкции оригами и киригами, особенно изогнутые конструкции оригами, гибридные конструкции оригами и киригами, модульные конструкции и иерархические конструкции.

Они планируют сосредоточиться на выборе новых базовых материалов для механических метаматериалов на основе оригами и киригами. Традиционно бумага используется для прототипов метаматериалов, но есть ограничения, основанные на хрупкости и пластичности бумаги. При разработке для реальных приложений будет полезно изучить материалы с различными свойствами, такими как толщина, мягкость и пластичность.

Они хотят использовать энергетический ландшафт и распределение энергии как два мощных инструмента для анализа механических характеристик оригами и киригами и будут стремиться тщательно разработать метод срабатывания механических метаматериалов на основе оригами и киригами. Потенциально, все новые материалы могут получить широкое применение как в области создания медицинских устройств, так и в робототехнике.

 ← Читайте нас в Facebook