Φανταστείτε αυτό: Με ένα απλό φως φωτός ή θερμότητα, ένα κομμάτι χαρτιού αναδιπλώνεται σε γερανό και, όπως οι παλμοί φωτός, φτεράει τα φτερά του χαρτιού κατά την πτήση. Αν και η ιδέα είναι ακόμα στις πρώτες της μέρες, οι επιστήμονες είναι πιο κοντά στην πραγματοποίηση αυτής της πραγματικότητας με την πρόσφατη αποκάλυψη ενός χαρτιού αυτο-πτυσσόμενου με βάση το γραφένιο.
σχετικό περιεχόμενο
- Χρησιμοποιώντας το Kirigami, την ιαπωνική τέχνη της κοπής χαρτιού, για τη δημιουργία καλύτερων ηλιακών πάνελ
Το νέο χαρτί εμπνευσμένο από το origami δεν μπορεί να πετάξει ακριβώς. Αλλά οι επιστήμονες έχουν "προγραμματιστεί" με επιτυχία για να διπλωθούν σε ένα κιβώτιο και να περπατήσουν σε στυλ ιντσών. Δημιούργησαν ακόμη και ένα χέρι από το χαρτί που μπορεί να πιάσει και να κρατήσει ένα αντικείμενο πέντε φορές το δικό του βάρος, σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύθηκε την περασμένη εβδομάδα στο περιοδικό Science Advances .
"Θεωρήσαμε ότι θα ήταν πιο ενδιαφέρον το γεγονός ότι μια συσκευή origami όχι μόνο διπλώνει, αλλά και μπορεί να κινηθεί μόνη της, όπως ένας γερανός origami μπορεί να πετάξει ή μπορεί να περπατήσει ένας δράκος origami", ο Χόνγκζι Γουάνγκ, συγγραφέας του επιστήμονα χαρτιού και υλικών Πανεπιστήμιο Donghua στη Σαγκάη, Κίνα, γράφει σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο.
Οι επιστήμονες δημιούργησαν αυτό το αυτο-πτυσσόμενο χαρτί τοποθετώντας δύο τύπους γραφένης - ένα που κρατάει την υγρασία και ένα που δεν το κάνει. Το χαρτί που απορροφά την υγρασία από τον αέρα μπορεί να αφυδατωθεί γρήγορα υπό λάμψεις υπέρυθρου φωτός ή θερμότητας, γεγονός που την αναγκάζει να συστέλλεται. Έτσι, με τη στρατηγική τοποθέτηση στρώσεων αυτού του εγγράφου στο μοντέλο, οι επιστήμονες δημιούργησαν αρμούς ή μεντεσέδες.
Με τα φώτα αναμμένα, το χαρτί κάμπτεται. Με τις λυχνίες σβηστές, το χαρτί ισιώνει. Αυτή η απλή, γρήγορη και αναστρέψιμη διαδικασία μπορεί να επαναληφθεί σε πολλαπλούς κύκλους χωρίς να σπάσει το χαρτί. Για να γίνει το χαρτί μια γωνία, οι επιστήμονες απλώς επανατοποθετούν το φως ή την πηγή θερμότητας.
Ο Wang και η ομάδα του έχουν μεγάλες ελπίδες για τη μικροσκοπική τεχνολογία τους, αποκαλώντας το "έμβρυο ενός νέου είδους ρομπότ". Το χαρτί θα μπορούσε να ενσωματωθεί στο πεδίο ανάπτυξης των microrobots, των τεχνητών μυών και της μηχανικής ιστών. Υπάρχει επίσης μια πιθανή εφαρμογή στην ηλιακή τεχνολογία, για τη δημιουργία αυτο-πτυσσόμενων ηλιακών συλλεκτών.
"Στο εγγύς μέλλον, θα μπορούσε ακόμη και να επιφέρει αλλαγές στη ζωή των ανθρώπων", γράφει ο Wang. "Για παράδειγμα, τα έξυπνα ρούχα θα μπορούσαν να αλλάξουν το σχήμα και το ύφος τους σε απάντηση στη θερμοκρασία του σώματος, τις περιβαλλοντικές αλλαγές ή άλλες ήπιες προσομοιώσεις."
Αυτό δεν είναι το πρώτο αυτο-πτυσσόμενο ή περπάτημα υλικό. Τα πολυμερή αποτέλεσαν το επίκεντρο των προηγούμενων προσπαθειών, αλλά αυτά τα πολυμερή μνήμης σχήματος, τα κρυσταλλικά πολυμερή και οι πηκτές έχουν τους περιορισμούς τους. Είναι ασταθή σε ακραίες συνθήκες, δαπανηρές και περιορισμένες στα σχήματα που μπορούν να δημιουργήσουν.
"Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά ενεργά υλικά, η δομή αυτού του εγγράφου είναι απλούστερη, η απάντηση είναι ταχύτερη, η απόδοση είναι πιο αποτελεσματική", γράφει ο Wang.
Προς το παρόν, ο Wang και η ομάδα του εργάζονται για να καταστήσουν το σύστημα ακόμα πιο αποδοτικό και να μειώσει το χαρτί κάτω, γυρίζοντας για μια νανο-μεγέθους συσκευή all-grafene origami.
