Древние искусства — оригами и киригами — помогают учёным, создающим материалы. Но как?
В последние годы искусство складывания и вырезания бумаги стало популярным среди исследователей, создающих механические метаматериалы. Однако дело не в красоте и желании творить! Складывание и разрезание двумерных тонкопленочных материалов превращает их в сложные трехмерные структуры с уникальными и программируемыми механическими свойствами.
Оригами и киригами сами по своей природе являются механическими метаматериалами, поскольку их свойства определяются тем, как сделаны складки и разрезы. От материала изделия зависит не так много.
Исследователи разделили механические метаматериалы на три категории:
- на основе оригами (только складывание),
- на основе киригами (только разрезание)
- гибридные оригами-киригами (и складывание, и разрезание).
Каждая группа была разделена еще на две группы — по жёсткости. В одну группу вошли жёсткие материалы, в другую — деформируемые. Метаматериалы классифицировались как жесткие, если деформация возможна только на складках, а остальные — и на плоских панелях. Исследователи хотят открыть новые конструкции оригами и киригами: изогнутые, гибридные и модульные.
Традиционно для создания прототипов метаматериалов используется бумага —, но существуют ограничения, основанные на хрупкости и пластичности бумаги. Для разработки реальных приложений будет полезно изучить материалы с различными свойствами: тонкие или толстые, мягкие или твердые, упругие или пластичные.
Популярная механика следит за новостями в этой области: например, недавно ученые смогли создать крошечные наночипы, сложив оригами из графена. А графен с экзотической структурой решетки кагомэ может обладать удивительными свойствами.
Исследование опубликовано в журнале Applied Physics Reviews.
