物体越繁芜,其折叠难度越高。例如,太空卫星为了折叠一个仪器,须要用到很多个电机。乃至一张小小的路线图,利用者想折叠它也要颇费心思。《自然》(Nature)9月27日宣布,荷兰莱顿大学(简称LU)和阿姆斯特丹大学(简称AU)的物理学家们创造了一种超材料,经大略几步,就可以实现折叠。
折叠事理虽然很大略,但它涉及的步骤必须以精确的顺序实行,才能实现折叠的目标。折叠路线图已经让人抓狂,而与卫星的防护罩和各种仪器臂的折叠比较,这切实其实微不足道——卫星上的仪器折叠,每一步都须要相应的小电机在精确的韶光实行精确的操作。
LU的物理学家马丁·范·海科(Martin van Hecke)和克雷丁·库莱斯(Corentin Coulais)等,设计了一种构造,当其两侧受到轻微压力时,可以分几步自折叠。库莱斯说:“自然界中存在大量多级折叠过程。如蛋白质可通过几个步骤折叠起来。然而在技能上,这样的步骤并非自发过程,它须要多个电机驱动。我们希望制造出一种内置的、多级自折叠人人为料,这样就可以告别折叠电机了。”
研究职员利用了一种宽约10厘米的橡胶砌块。橡胶砌块的连接很灵巧,因此它们构成的构造可以实现迁徙改变。研究职员通过调度砌块连接的厚度来方案折叠顺序,对构造侧面施加压力,就可以使它形成新的、更紧凑的构造并终极在后续更多的压力驱动下完成折叠。库莱斯等创造的这种超材料,只须要3步就可以实现折叠,创下了该领域的记录。自折叠材料还包含内置的自我校正机制。如果砌块连接涌现缺点,相邻的砌块的迁徙改变就会出错。通过与其他方块的碰撞,出错的砌块又可以被推回精确的位置。
目前,范·海科认为他们已经取得了根本层面上的进步,许多潜在运用可能由此产生。他说:“自动折叠和自我校正在航天工业中非常主要,航天技能须要自动化,并且不能出错。同样的,在医疗领域,如果医用探针在折叠的时候卡住了,就很难从患者体内取出来了。我们正在试图仿照这类自动折叠过程,并希望通过利用更大略的构造来理解它,进而设计出具有实际运用代价的繁芜构造。”
编译:雷鑫宇 审稿:三水 责编:张梦
期刊来源:《自然》
原文链接:https://phys.org/news/2018-09-self-folding-metamaterial.html
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