图片源于：https://www.mcgill.ca/newsroom/channels/news/shape-shifting-materials-are-made-more-versatile-362452
麦吉尔大学的研究人员通过寻找传统艺术形式的新角度，增加了基于纸艺的工程材料可以采取的稳定形状的数量，为一系列新应用铺平了道路。
这种超材料的特殊之处并不在于它们的材料构成——它们可以是塑料、纸板或其他任何东西——而在于通过形状切割，使其能够从一种形式转变为另一种形式。
要理解这个概念，可以想象书籍或贺卡中的切纸弹出插图。
研究人员受到日本纸艺——纸切割艺术的启发，利用激光切割机对塑料等材料进行探索，研究了作为纸艺形状基础的三角形内部几何结构，例如角度。
当前的纸艺图案在使用时经历均匀缩放，这意味着例如正方形形状会增长为一个更大的正方形。
研究人员所做的，是使一个正方形形状能够转变为其他形式，例如矩形或梯形形状。
这被称为任意缩放，导致有时被称为各向异性变形。
结果，麦吉尔团队显著扩展了可以作为新超材料构建块的稳定且可变形形状的数量，后者在变形过程中表现出任意缩放的特性。
研究人员表示，他们的发现可能会导致在软机器人、可穿戴技术和可展开结构等领域创造新产品。
基于他们的发现，他们已申请了一些专利。
加拿大机械超材料研究主席、麦吉尔大学机械工程系教授达米亚诺·帕西尼解释道：“一旦被拉伸，这些带有切口的纸艺形状可以伸展，并且如果经过合理设计，可以转变为保持其平衡形式的其他形状。这为创建能够在一种形式中节省存储空间并在另一个形状中变换以发挥不同功能的物体打开了大门。”
“因此，一块经过合理设计切口的单一材料可以提供在常规材料中所未见的多功能性、各向异性变形和多功能性。”
他表示，该发展已引起科学和技术界的广泛关注。
“虽然这项工作提供了对多稳定形式形成的物理机制的基础理解，并打开了可能的新世界，但它并不特定于某一应用。”帕西尼说。“我们下一步的工作是在日常技术中开展应用。”
这篇论文题为《通过对称破缺和几何挫折实现纸艺中的各向异性变形》，发表在《先进材料》期刊上。
这项研究得到了加拿大研究主席计划、加拿大自然科学和工程研究委员会、MITACS、中央高校基础研究资金以及中国国家自然科学基金的资助。
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