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研究人员从折纸中获得灵感,开发新型3D打印结构

Sirius
2020-12-24 14:20:01

美国西北大学的一个工程师团队利用从折纸中获得的灵感,创造出一种先进的3D打印替代品。研究成果12月22日发表在《Advanced Materials》杂志上。

研究人员首先使用半导体制造中最先进的方法创建二维结构,并在超薄薄膜上精心放置 折纸样切割口。然后,由薄膜中的残余应力引起的结构不稳定会创造出定义明确的3D结构。工程化的折纸结构可用于许多应用,从微观规模的抓取器(如细胞采摘)到空间光调制器,再到飞机机翼的流动控制。

三维设计

通常情况下,一个折纸图案可以创造的形状数量是有限的。但通过使用切割的变化,该团队能够展示薄膜弯曲和扭曲,从而产生更多的形状,包括对称和非对称配置。研究人员使用几十纳米厚度的薄膜,在微观尺度上的结构可以实现不同寻常的三维形状,并表现出更广泛的功能。

例如,静电微镊子扣合,这对柔软的样品可能是苛刻的。相比之下,基于折纸灵感的镊子可以被设计成通过调整拉伸量来精确控制抓取力。设计切割位置和基于计算机模拟预测结构行为的能力消除了试错,在此过程中节省了金钱和时间。

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