想像してみてください：光や熱の単純な閃光で、控えめな紙片がクレーンに折りたたまれ、光のパルスとして、飛行中に紙の羽ばたきをします。 コンセプトはまだ初期の段階ですが、科学者たちはグラフェンベースの自己折り畳み紙の最近の発表でこれを現実に近づけています。
関連性のあるコンテンツ
- 日本製紙の切り紙キリガミを使用してより良いソーラーパネルを構築する
折り紙にヒントを得た新しい紙は、正確に飛び去ることはできません。 しかし、科学者たちはそれを「プログラム」して首尾よく箱に折り畳み、インチワームスタイルで歩くことに成功しています。 ジャーナルScience Advancesで先週発表された研究によると、彼らは紙からジョイントハンドを作成し、オブジェクトの自重の5倍の重量を保持することができました。
「折り紙デバイスは、折りたたむだけでなく、折り紙の鶴が飛んだり、折り紙のドラゴンが歩くことができるように、それ自体で動くこともできればもっと面白いと思いました」と、紙と材料の科学者中国の上海にある東華大学がメールで書いています。
科学者は、2種類のグラフェンを重ねてこの自己折り畳み紙を作成しました。1つは水分を保持し、もう1つは保持しません。 空気から水分を吸収する紙は、赤外線または熱のフラッシュの下で急速に脱水し、収縮します。 そのため、この論文のレイヤーをモデルに戦略的に配置することにより、科学者はジョイントまたはヒンジを作成しました。
ライトが点灯すると、紙が曲がります。 消灯すると、紙は平らになります。 このシンプルで高速かつ可逆的なプロセスは、紙が壊れることなく複数のサイクルにわたって繰り返すことができます。 論文を一角に変えるために、科学者は光源または熱源の位置を変えるだけです。
ワングと彼のチームは彼らの小さな技術に大きな期待を寄せており、「新しい種類のロボットの胚」と呼んでいます。 この論文は、マイクロロボット、人工筋肉、組織工学の急成長分野に組み込むことができます。 自己折りたたみ式ソーラーパネルを作成するために、ソーラー技術にも潜在的な用途があります。
「近い将来、人々の生活に変化をもたらす可能性さえあります」とWangは書いています。 「例えば、スマートな服は、体温、環境の変化、またはその他の穏やかなシミュレーションに応じて、形やスタイルを変えることができます。」
これは、最初の自己折りたたみまたは歩行用の素材ではありません。 ポリマーはこれまでの取り組みの主な焦点でしたが、これらの形状記憶ポリマー、結晶性ポリマー、およびゲルには限界があります。 それらは極端な条件では不安定で、高価であり、作成できる形状に制限があります。
「従来の活物質と比較して、この論文の構造は単純であり、応答はより速く、出力はより効率的です」とWangは書いています。
現在、Wangと彼のチームは、システムをさらに効率的にし、紙を縮小して、ナノサイズの全グラフェン折り紙デバイスを撮影することに取り組んでいます。
