나노 스케일의 Kirigami : 엔지니어링 혁신을위한 종이 접기 기술

엔지니어는 종이와 물 배터리에서 가열되면 작동하는 작은 로봇에 이르기까지 일본 예술 형태의 종이 접기에서 많은 것을 배울 수 있습니다. 종이 접기가 많은 주목을 받고 있지만,이 예술의 키리 가미 버전도 많은 것을 제공합니다.

과학자 팀은이 기술을 처음으로 나노 스케일에 적용했으며,이 돌파구는 로봇 공학에서 항공 우주에 이르는 다양한 응용 분야에서 새로운 가능성을 열었다 고 말합니다.

Kirigami는 종이를 접어서 다른 모양을 만들뿐만 아니라 선택한 위치에서 깔끔하게 절단하여 완제품을 생산한다는 점을 제외하면 종이 접기와 매우 유사합니다.

우리는 최근 엔지니어들이이 예술 형식에서 영감을 받아 태양을 추적하기 위해 회전하는 새로운 태양 전지, 스스로 움직이는 로봇 연, 다양한 모양으로 부 풀리는 프로그래밍 가능한 풍선을 개발하는 것을 보았습니다.

이러한 유형의 구조는 재료의 매우 얇은 필름에 고유 한 특성 세트를 제공하는 정밀하게 배치 된 기하학적 컷 아웃을 통해 달성되지만 매크로 수준 또는 사람의 눈으로 볼 수있는 것입니다. Northwestern University의 과학자들은 이제이 기술을 나노 스케일로 측정 된 구조에 적용하는 데 성공했습니다. 참고로 사람의 머리카락은 약 100,000 나노 미터입니다.

연구팀은 초박막 필름으로 시작하여 키리 가미를 조심스럽게 적용했습니다. 이러한 필름의 잔류 응력은 구조적 불안정성을 만들어 내고 절단 부위와 주변에서 전단을 유발하여 2D 재료를 투영 된 3D 구조로 변환합니다. 재단은 유연하고 꼬인 천을 만들고 대칭 및 비대칭의 특이한 3 차원 모양을 만들기 위해 다양 할 수 있습니다.

이러한 모양은 작은 로봇 그리퍼에서 광학 응용 및 항공기 날개의 흐름 제어를위한 공간 광 변조기에 이르기까지 다양한 분야에서 응용 분야를 찾을 수 있다고 연구원들은 말했다.

이제부터 연구원들은 완제품을 배치하거나 제어하는 ​​액추에이터를 포함하는 기능을 포함하여 키리 가미 엔지니어링 기술의 잠재력을 계속 탐구 할 계획입니다.

연구를 주도한 Horatio Espinoza는“나노 제조, 현장 현미경 실험 및 컴퓨터 시뮬레이션을 결합하여 키리 가미 구조의 풍부한 거동을 발견하고 실제 응용 분야에서 사용하기위한 조건을 정의했습니다.