Дослідники навчилися складати орігамі світлом

Вчені з Університету штату Північна Кароліна розробили технологію, яка дозволяє послідовно складати плоскі полімерні листи в тривимірні структури за допомогою світла лазера. Вона може стати в нагоді в областях, де необхідно мінімізувати фізичний контакт з матеріалом, наприклад в медицині. Роботу опубліковано в журналі.

Незважаючи на те, що сьогодні існують матеріали, які здатні деформуватися під зовнішнім впливом (наприклад, матеріали з ефектом пам'яті форми), дослідникам все ще важко змусити їх змінювати свою форму послідовно. Сучасні технології передбачають або вплив на певну ділянку (наприклад, інфрачервоним світлом), або з'єднання декількох матеріалів, які по-різному реагують на стимул, що не завжди зручно або передбачає складний виробничий процес.

Автори нової статті розробили простішу технологію. У своїй роботі дослідники використовували тонкі (0,3 міліметра) термоусідні полімерні листи, які змінюють свою форму при нагріванні. За допомогою звичайного принтера вони надрукували кольорові лінії там, де, за задумом інженерів, повинні були проходити складки. Після листа з візерунками піддавалися впливу лазера, який випромінював світло певної довжини хвилі, наприклад червоний або синій. Завдяки тому, що пігменти різних кольорів поглинають електромагнітне випромінювання неоднаково (наприклад, зелені чорнила найкраще поглинають червоне світло), вчені змогли, послідовно змінюючи колір лазера, нагріти роздруковані лінії в певному порядку. У місцях, де проходили лінії, матеріал стиснувся, таким чином склавшись у тривимірну фігуру.

Крім того, вчені показали, що не обов'язково змінювати колір лазерного світла. Змішавши фарби в певних пропорціях, можна домогтися того, що лінії будуть нагріватися з різною швидкістю, і полімерні листи все одно будуть складатися в заданому порядку. Також дослідники нанесли фарби двох кольорів на різні боки аркуша і змогли його спочатку зігнути, а потім розігнути.

У майбутньому технологію можна буде вдосконалити, використовуючи замість чорнил наночастинки, які ефективно поглинають випромінювання з певними довжинами хвиль (включаючи і те, яке не потрапляє у видимий діапазон). Крім того, як основу, ймовірно, можна буде взяти і більш щільні листи.

Торік дослідники створили орігамі-робота з висушеного кишківника свині, який самостійно збирається після потрапляння в шлунок і управляється магнітним полем. Крім того, вчені розробили схожого орігамі-робота з полівінілхлориду, орігамі-радіатор для охолодження космічних супутників, а також запропонували використовувати техніку міура-орі для складних об'єктів на кшталт хірургічних стентів або предметів меблів.