折紙靈感的材料可以幫助太空船在碰撞中幸存

受紙質折紙折紙藝術的啟發(fā)，科學家們正在設計能夠承受高沖擊碰撞的材料 - 這可以用來制造可重復使用的航天器。

登陸對于可重復使用的火箭來說是一種壓力，因為它們必須處理來自著陸墊撞擊的力。解決這個問題的一種方法是用吸收一些力量并軟化打擊的材料制造腿部。

來自華盛頓大學的研究人員開發(fā)出一種新穎的解決方案，以幫助減少沖擊力。

從折紙折紙藝術中汲取靈感，該團隊創(chuàng)造了一種元材料的紙模型，該材料使用“折疊折痕”來軟化沖擊力，而是促進松弛鏈中應力的力。

“如果你戴著由這種材料制成的橄欖球頭盔，并且有些東西擊中了頭盔，你就不會覺得頭部受到了打擊。當能量到達你時，它就不再推動了。它正在拉動，“華盛頓大學副教授楊金凱說。

對于發(fā)表在Science Advances期刊上的研究，該團隊設計了一種元材料，以獲得他們想要的屬性。

“Meta材料就像樂高積木。你可以通過重復單一類型的構建塊來構建所有類型的結構，或者我們稱之為單位單元，“楊說。

“根據您設計單元格的方式，您可以創(chuàng)建具有前所未有的獨特機械性能的材料，”他說。

研究人員轉向折紙藝術來創(chuàng)造這種特殊的晶胞。

“Origami非常適合實現(xiàn)單元格。通過改變將折痕引入扁平材料的位置，我們可以設計在折疊和展開時表現(xiàn)出不同剛度的材料，“華盛頓大學的博士生Yasuhiro Miyazawa說。

“在這里，我們創(chuàng)造了一個單元格，可以減輕人們推動它時所感受到的力量，并且隨著細胞恢復正常形狀，它會加劇緊張狀態(tài)，”Miyazawa說。

就像折紙一樣，這些單元格原型都是用紙做成的。研究人員使用激光切割機將虛線切割成紙張，以指定折疊位置。

團隊沿著線條折疊紙張以形成圓柱形結構，然后在兩端粘合丙烯酸帽以將細胞連接成長鏈。

“影響是我們每天遇到的問題，我們的系統(tǒng)提供了一種全新的方法來減少其影響。例如，我們想用它來幫助人們和汽車在車禍中表現(xiàn)得更好，“楊說。