Onderzoekers van de North Carolina State University hebben een nieuwe techniek ontwikkeld om zelfvouwende driedimensionale (3D) structuren te controleren. specifiek, de onderzoekers gebruiken sjablonen om vervorming in bepaalde geselecteerde gebieden op een tweedimensionale structuur te beperken, die op zijn beurt de resulterende 3D-structuur van het materiaal dicteert.

De nieuwe techniek is niet afhankelijk van snijden of printen op het materiaal, zoals de meeste andere zelfvouwende origami-technieken doen. Het is ook anders dan continue vormverandering, die typisch wordt gecontroleerd door de rek in het vlak op verschillende delen van het materiaal te construeren. In plaats daarvan, de onderzoekers brachten kartonnen vellen aan op een polymeersubstraat, het vormen van specifieke patronen.

"Wanneer warmte wordt toegepast op het polymeer, het krimpt, " zegt Yong Zhu, een professor in werktuigbouwkunde en ruimtevaarttechniek bij NC State en corresponderende auteur van een paper over het werk. "Echter, de delen van polymeer die aan het karton zijn bevestigd, worden tegen krimpen beperkt, waardoor het totale substraat buigt en kromt."

Door het patroon van de kartonnen sjablonen te variëren, kunnen de onderzoekers verschillende vormen creëren, van eenvoudige kegels tot complexe, gelaagde structuren. De zelfvouwende bewerkingen kunnen worden uitgevoerd bij temperaturen tot 120 graden Celsius.

"Dit is een proof of concept-papier, en volgende stappen omvatten het opnemen van functionele elektronische elementen in het materiaal, waardoor het een potentiële waarde heeft voor productietoepassingen, " zegt Jianxun Cui, eerste auteur van het artikel en een postdoctoraal onderzoeker aan de Carnegie Mellon University die aan dit project werkte terwijl een Ph.D. student aan NC State.

De krant, "Origami/Kirigami begeleide morphing van composietplaten, " is gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde functionele materialen .