Forestil dig dette: Med en simpel blitz af lys eller varme, foldes et beskedent stykke papir sig selv ind i en kran, og når lyset pulserer, klapper det sine papirvinger under flugt. Selvom konceptet stadig er i dets tidlige dage, er videnskabsmændene tættere på at gøre dette til en realitet med den nylige afsløring af et grafenbaseret selvfoldigt papir.
Relateret indhold
- Brug af Kirigami, den japanske kunst til papirskæring, til at opbygge bedre solpaneler
Det nye origami-inspirerede papir kan ikke nøjagtigt flyve væk. Men forskere har med succes "programmeret" det for at folde sig selv ind i en kasse og for at gå i inchormorm. De skabte endda en sammenføjet hånd ud af papiret, der kan forstå og holde et objekt fem gange sin egen vægt, ifølge undersøgelsen, der blev offentliggjort i sidste uge i tidsskriftet Science Advances .
"Vi troede, det ville være mere interessant, at en origami-enhed ikke kun kan foldes i sig selv, men også kan bevæge sig på egen hånd, ligesom en origami-kran kan flyve eller en origami-drage kan gå, " har Hongzhi Wang, en forfatter af papir- og materialeforskeren hos Donghua University i Shanghai, Kina, skriver i en e-mail.
Forskere konstruerede dette selvfoldige papir ved at lægge to typer grafen - en der holder fugt og en der ikke. Papiret, der absorberer fugt fra luften, kan hurtigt dehydrere under blitz af infrarødt lys eller varme, hvilket får det til at trække sig sammen. Så ved at strategisk placere lag af dette papir i modellen, skabte forskerne led eller hængsler.
Når lysene er tændt, bøjes papiret. Når lysene er slukket, flater papiret ud. Denne enkle, hurtige og reversible proces kan gentages over flere cyklusser uden at papiret går i stykker. For at få papiret til at dreje et hjørne, flytter forskerne bare lyset eller varmekilden.
Wang og hans team håber meget på deres lille teknik og kalder det "embryo af en ny slags robot." Papiret kunne inkorporeres i det spirende felt af mikroroter, kunstige muskler og vævsteknik. Der er også en potentiel anvendelse inden for solteknologi til at skabe selvfoldelige solcellepaneler.
"I den nærmeste fremtid kan det endda medføre ændringer i folks liv, " skriver Wang. "Smarttøj kan for eksempel ændre deres form og stil som reaktion på kropstemperatur, miljøændringer eller andre blide simuleringer."
Dette er ikke det første selvfoldelige eller gående materiale. Polymerer har været hovedfokus for tidligere anstrengelser, men disse formhukommelsespolymerer, krystallinske polymerer og geler har deres begrænsninger. De er ustabile under ekstreme forhold, dyre og begrænsede i de former, de kan skabe.
"Sammenlignet med de traditionelle aktive materialer er strukturen på dette papir enklere, responsen er hurtigere, output er mere effektiv, " skriver Wang.
For tiden arbejder Wang og hans team for at gøre systemet endnu mere effektivt og skalere papiret ned og skyder efter en nano-størrelse origami-enhed i fuld størrelse.
