Kuvittele tätä: Yksinkertaisella valon tai lämmön salamalla tahaton paperipala taittuu itsensä nosturiksi ja valon pulssiessa taitaa paperisiipi lennon aikana. Vaikka konsepti on vielä alkuaikoinaan, tutkijat ovat lähempänä sen toteuttamista, kun hiljattain paljastettiin grafeenipohjainen itsetaittopaperi.
Asiaan liittyvä sisältö
- Parempien aurinkopaneelien rakentamiseksi käyttämällä japanilaista paperinleikkaustaiteen Kirigamiä
Uusi origami-inspiroima paperi ei voi täsmälleen lentää. Mutta tutkijat ovat onnistuneesti "ohjelmoineet" sen taittaa itsensä laatikkoon ja kävelemään piikkimato-tyyliin. Viime viikolla Science Advances -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan he tekivät jopa paperista nivelkäden, joka voi tarttua esineeseen viisi kertaa oman painonsa verran.
"Mielestämme olisi mielenkiintoista, että origami-laite ei vain taittaa itsensä, vaan se voi myös liikkua yksinään, kuten origami-nosturi voi lentää tai origami-lohikäärme voi kävellä", Hongzhi Wang, paperin ja materiaalien tutkijan kirjoittanut Donghuan yliopisto Shanghaissa, Kiinassa, kirjoittaa sähköpostissa.
Tutkijat rakensivat tämän itsensä taittuvan paperin kerrostamalla kahden tyyppistä grafeenia - yhden, joka pitää kosteuden ja toisen, joka ei. Ilmasta kosteutta imevä paperi voi kuivua nopeasti infrapunavalon tai lämmön välähdyksissä, mikä aiheuttaa sen supistumista. Joten sijoittamalla strategisesti tämän paperin kerrokset malliin, tutkijat loivat liitokset tai saranat.
Kun valot palavat, paperi taipuu. Kun valot eivät pala, paperi tasoittuu. Tämä yksinkertainen, nopea ja palautuva prosessi voidaan toistaa useiden syklien ajan ilman, että paperi hajoaa. Jotta paperi kääntyisi nurkkaan, tutkijat vain sijoittavat valon tai lämmön lähteen.
Wangilla ja hänen tiimillään on suuria toiveita pienestä tekniikastaan, nimittäen sitä "uudenlaisen robotin alkioksi". Paperi voitiin sisällyttää mikrobotien, keinolihasten ja kudostekniikan kasvavaan kenttään. Aurinkoteknologiassa on myös potentiaalinen sovellus itsensä kokoontaittuvien aurinkopaneelien luomiseen.
"Lähitulevaisuudessa se voi jopa tuoda muutoksia ihmisten elämään", kirjoittaa Wang. "Esimerkiksi älykkäät vaatteet voivat muuttaa muotoaan ja tyyliään vastauksena kehon lämpötilaan, ympäristön muutoksiin tai muihin lempeisiin simulaatioihin."
Tämä ei ole ensimmäinen itse taittuva tai kävelymateriaali. Polymeerit ovat olleet aikaisempien ponnistelujen pääpaino, mutta näillä muistipolymeereillä, kiteisillä polymeereillä ja geeleillä on rajoituksensa. Ne ovat epävakaita äärimmäisissä olosuhteissa, kalliita ja rajoitetussa muodossa, jonka ne voivat luoda.
"Verrattuna perinteisiin aktiivisiin materiaaleihin, tämän paperin rakenne on yksinkertaisempi, vastaus on nopeampi, tulosteen on tehokkaampaa", Wang kirjoittaa.
Toistaiseksi Wang ja hänen tiiminsä pyrkivät tekemään järjestelmästä entistä tehokkaamman ja skaalaamaan paperin alaspäin ampumalla nanokokoista all-grafeenista origamilaitetta.
