美國西北大學工程學院(Northwestern University)的研究人員從東方剪紙藝術獲得啟發,發明了一種製造工藝,可以造出微觀納米尺度下各種形狀的物體。

剪紙藝術(Kirigami)把紙張折疊後,經過一定的剪裁,展開後形成各種對稱的平面或立體圖案。這份研究借鑑了這種古老的藝術,無需使用三維打印,使用很薄的材料,經過電腦計算設計的剪裁,也可以造出各種複雜的結構。

2015 年發佈的一份研究已經利用剪紙藝術造出了一些結構,但都是封閉式的形狀。近期這份發表在《高級材料》(AdvancedMaterials)期刊上的研究,把這種方式應用到了微觀納米尺度的材料上。

研究人員先造出平面薄膜材料,然後按照設計在薄膜上進行剪裁。最後,薄膜材料在殘餘應力的作用下,自動沿著剪裁的線條彎曲和翹起,形成立體結構。

這份研究公佈的影片裏,展示造出了一個相對簡單的,如同叨紙牙一樣翹起的結構。

研究者表示,經過複雜的電腦軟件計算,配合顯微鏡下觀測剪裁,可以造出各種需要的結構,在空間光調製器、機翼氣流控制等方面有著很好的應用前景。研究人員計劃設計出具有更多功能的結構,開發這種製造工藝在建築、航空、環境工程等領域的用途。◇

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