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受折纸启发的新材料可以根据需要从柔软变为坚固
麦吉尔大学的研究人员创造了一种受折纸启发的新结构，可以将平板转变为光滑、弯曲的 3D 形状，并在需要时从柔软和灵活切换到坚硬和承重。这一突破可能有助于开发未来的技术，例如紧急避难所、可穿戴医疗设备、软机器人、智能织物，甚至可部署的空间结构。 […]受折纸启发的新材料可以根据需要从软到强的帖子首先出现在 Knowridge Science Report 上。
来源:Knowridge科学报告麦吉尔大学的研究人员创造了一种受折纸启发的新结构，可以将平板转变为光滑、弯曲的 3D 形状，并在需要时从柔软和灵活切换到坚硬和承重。
这一突破可能有助于开发未来的技术，例如紧急避难所、可穿戴医疗设备、软体机器人、智能织物，甚至可部署的空间结构。
该研究发表在《自然通讯》上。
折纸，日本传统的折纸艺术，激发了许多现代工程设计的灵感。
长期以来，科学家们一直对使用折叠模式来创建可以折叠、展开和改变形状的结构感兴趣。然而，存在一个重大挑战。
研究人员表示，可折叠结构通常面临着权衡。如果它们具有光滑的弯曲表面，则它们往往会变得脆弱且松软。
如果它们坚固且僵硬，它们通常会变得僵硬、呈锯齿状或难以重塑。
麦吉尔团队希望通过设计一种新型折纸图案来解决这个问题，该图案将灵活性、平滑曲线和强度结合在一个结构中。
他们的设计使用弯曲和直线折叠线将平板变成连续的弯曲表面，例如球体、称为托里的甜甜圈状形状和花瓶状形状。与传统折纸不同，传统折纸通常会创建具有许多锋利边缘的多面表面，而新设计可产生更平滑、更自然的形状。
研究人员还在折叠结构内添加了细缆状肌腱。通过收紧或松开这些电缆，他们可以控制结构的硬度或柔软度，而无需改变其整体形状。
当肌腱松弛时，该结构就像一个柔软、有弹性的外壳。当拉紧时，同一物体变得足够坚硬以支撑重量并抵抗弯曲或扭曲。
计算机模拟还表明，折叠运动工作可靠，并且该设计有可能在更大的系统中放大或重复。