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像花儿一样盛开:科学家打造出“顺序自折叠”高分子聚合物薄片  

2017-03-07 11:24:19|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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据外媒报道,科学家们已经找到了一种无需触碰、就能够自动按照顺序进行折叠的全新“折纸”方法。由下方动图可知,科学家们能够“遥控”薄片材料、让它们折叠成不同的 3D 形状论文合著者之一、北卡州立大学 Michael Dickey 教授表示,这项研究的关键是如何让塑料按照特定的顺序进行折叠:“做过折纸(或者叠过衣服)的人都知道,折叠的顺序是相当重要的”。

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图片来源:北卡罗莱纳州立大学

折纸可以实现自我折叠了,至少通过一种特殊的材料可以这样做。被用于塑料杯和泡沫塑料外卖容器的聚苯乙烯在加热时会收缩,这使其成为一种理想的材料。研究人员可把彩色打印和光线相结合,将稀薄的二维塑料进行折叠,使其一步步成为复杂的三维形状。

Dickey 和同事们是这么做的:首先,按照工程师们所设想的那样,通过喷墨打印机在 Shrinky Dink 纸片上打印彩色图案(之后可以裁切形状)。

接着,科学家们利用光源(而不是烤箱)来加热塑料。由于不同颜料会吸收不同波长的光能,纸片上打印的线条就只会在特定光照条件下被加热和发生弯折

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(比如蓝墨水会吸收红光的能量,黄墨水吸收蓝光的能量)

通过按照预定顺序来照射不同颜色的光线,就可以让纸片乖乖按照设想的样子进行免接触式的自动折叠。在某些情况下,甚至可以只用一种颜色的光源进行折纸。

在光线的照射下,某些作品可以像花朵一样盛开。当前这项研究仍处于初级阶段,但未来有望让某些设备的组装变得更加简单(特别是需要保持无菌的环境下)。

这项新技术未来某一天或会在智能包装、卫星展开以及植入入侵性更小的医疗设备等方面一展身手。目前,该技术已被应用于教育领域。该团队已经将光驱动折纸带入校园和科学课堂,希望激发孩子们对材料科学和工程的兴趣。

有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《Science Advances期刊上。

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