Chế tạo vật liệu 3D dựa trên nghệ thuật cắt giấy Kirigami

Kirigami là một biến thể của Origami. Nếu Origami chỉ đơn giản là gấp giấy để tạo thành các hình dạng 3D, thì Kirigami là việc cắt giấy một cách cẩn thận để tạo ra các hình dạng 3D phức tạp hơn.

Jie Yin, phó giáo sư về cơ khí và hàng không vũ trụ tại NCSU, cho biết việc ứng dụng Kirigami trong sản xuất siêu vật liệu để tạo ra các khối xây dựng 3D có cấu trúc khác nhau. Các khối xây dựng có thể lắp ráp hoặc tháo rời để tạo ra các cấu trúc mới hoặc những cấu trúc lớn hơn, phức tạp hơn.

Theo nghiên cứu này, đây là vật liệu dạng khối 3D nhỏ, được cấu tạo từ việc kết nối các khối lập phương (khối lập phương được thiết kế với các mặt kín hoặc hở) bằng các khớp nối linh động.

Từ các khối 3D nhỏ này, các nhà nghiên cứu sẽ lắp ghép tạo ra các khối xây dựng 3D lớn hơn, phức tạp hơn với các tính chất cơ học khác nhau như dễ dàng bị nén lại hoặc có khả năng chịu lực đáng kể.

Mô hình nghiên cứu vật liệu từ các khối bìa các tông

Các nhà nghiên cứu tin rằng cách tiếp cận khái niệm Kirigami để chế tạo siêu vật liệu có thể được sử dụng trong xây dựng, truyền thông hoặc robot.

Để chứng minh tiện ích của khái niệm này, các nhà nghiên cứu đã mô hình hóa nghiên cứu bằng cách sử dụng các khối bìa các tông (mỗi khối bìa các tông có tám khối vuông nhỏ) được kết nối lại thành một khối xây dựng.

Tùy thuộc vào cách các khối bìa các tông được kết nối với nhau, các khối xây dựng này có thể được gấp lại thành hơn 300.000 kiểu dáng khác nhau.

Jie Yin cho biết trong thời gian tới sẽ đưa loại vật liệu này vào các ứng dụng thực tế.