这种古老的纸艺可以制作出灵活、超强的电子产品

这种古老的纸艺可以制作出灵活、超强的电子产品

得益于剪纸艺术(Kirigami),可拉伸的等离子显示器和电池很快就会变得更加现实。

全国各地的材料设计团队都在从这种折纸变体中汲取灵感——这种折纸在 20 世纪 60 年代在美国流行起来,此后一直用于制作纸工艺品——来设计可拉伸和可弯曲的导体(导电材料)。导体是现代电子产品的基础:每部手机、电视和电脑都使用它们。

密歇根大学的研究人员采用微观方法,在剪纸艺术的启发下制作导体,在导电材料上开小切口,将应力分散到更大、可预测的区域。密歇根大学工程学教授尼古拉斯·科托夫博士表示,设计柔性材料时,最大的障碍是未知和变化的应变点。

“通常情况下,导体所能承受的应变为 2%”,科托夫说道,“但当我们将剪纸图案放在那张纸上时,结果发现我们确实可以大幅增加应变,至少增加几个数量级。”

这项研究发表在《自然材料》杂志上,研究表明复合板材实际上可以承受高达 370% 的应变,而原来的应变仅为 4%。

在这种方法中,材料本身会膨胀;它是一种极易伸展、具有分散应力的柔性网。但是,为了避免在等离子屏幕中使用时出现缝隙,科托夫说,材料必须分层,而且切口要比目前的原型小得多。

密歇根大学的研究人员展示了可拉伸导电纳米复合材料的纸质原型。Joseph Xu/密歇根工程通讯

该技术距离用作消费技术的显示器还有很长的路要走,但科托夫表示,该技术背后的理念是多功能的,可用于各种各样的应用。

亚利桑那州立大学的研究人员正致力于利用剪纸技术重新设计锂离子电池。但他们不是在材料本身上进行微切割,而是切割材料的形状,以便折叠成可拉伸的形状。

亚利桑那州立大学副教授姜汉清博士表示,他的团队利用这项技术制作出了一块 400 mAh 的柔性锂离子电池,能够将现代智能手表的容量翻倍。他的设计希望让表带成为电池,节省手表中的宝贵空间,并使硬件更薄。

“手表需要面对我们的物理环境,”江说。“目前的智能手表,电池受到体积的限制。在表带方面,体积还没有得到利用。”

江教授曾发表过使用折纸制作电池的研究成果,他将切割导电材料的技术比作剪出纸娃娃链,就像儿童艺术作品一样。通过这种方法,亚利桑那州立大学的团队能够制造出柔韧的电池,而不会使其过厚,江教授说,电池的尺寸没有限制——唯一的限制就是体积。

ASU 的研究人员已将这项技术授权给一些未具名的公司,但仍将研究重点放在可穿戴设备和消费电子产品上。

科托夫熟悉亚利桑那州立大学的研究,并解释了他们的技术有何不同。

科托夫说:“(蒋)在宏观层面上制作了电池和剪纸图案。我们做的是小规模的。我们从下往上,然后从上往下。”

<<:  读心术程序将思想转化为文字

>>:  中国货船获得军事选择

推荐阅读

Catchy-kun 接得真好!评论:乐趣与吸引力的全面分析

Catchy-kun 接得真好! - 令人着迷的短篇动漫世界2017年夏天在TOKYO MX播出的短...

人类真的驯养了狗吗?犬科动物的历史比你想象的还要神秘。

一只名叫 Chevy 的黑白波士顿梗犬,像穿着燕尾服的海豹一样光鲜亮丽,轻快地走进隔音测试室。当一组...

火箭发射巨头 ULA 本月表现不佳的四个原因

过去 30 天对联合发射联盟来说并不顺利。波音公司和洛克希德马丁公司的合资公司曾经是军方和美国宇航局...

这些虎鲸为何骚扰江豚?科学家提出了 3 种理论。

尽管只吃鱼,但太平洋西北部萨利希海的南部定居虎鲸却以令人费解的行为而闻名。它们骚扰甚至杀死鼠海豚,但...

ChatGPT 等人工智能聊天机器人背后的逻辑非常简单

聊天机器人可能看起来像是像真人一样做出反应的复杂对话者。但如果你仔细观察,它们本质上是一个程序的高级...

新型夜视镜提供高分辨率和双倍视野

SA Photonics(一家夜视镜制造商)表示,夜视镜是让美国军方“掌控黑夜”的“关键技术”。SA...

是的,月球有大气层——而且它完全是由金属构成的

在学校学习月球知识时,通常会被告知月球的引力不足以捕获和保留任何重要的大气层。尽管如此,月球仍然被一...

请认真清理一下您电脑上令人尴尬的凌乱桌面。

这篇文章已更新。它最初于 2018 年 9 月 2 日发布。很多时候,我们的电脑桌面都是各种零碎的垃...

无人机瞄准野生动物

现在南极洲正值夏季,这意味着海岸线的温度徘徊在冰点左右。杜克大学海洋生物学家戴维·约翰斯顿和他的同事...

在脑海中练习一项技能会让你变得更好吗?

几年前,曾两度入选职业碗的亚利桑那红雀队四分卫卡森·帕尔默 (Carson Palmer) 肘部受伤...

美国宇航局的 U-2 侦察机在 90% 的雷暴中发现伽马射线

雷暴会产生大量风、雨和闪电,但许多人并不一定知道另一种常见的副产品:伽马射线。然而,多亏了 NASA...

5 种方法让你的房车生活装备井然有序

在货车里旅行和生活可能很愉快,但如果你的车缺乏组织,你的生活很快就会陷入混乱。我经历了痛苦的教训:几...

马曾经有多个蹄趾

虽然人类和马都可以穿鞋,但我们的马朋友无需担心保养脚趾。然而,情况并非总是如此。6 月 21 日发表...

观看这款配有水凝胶鳍片的硬币大小的软体机器人桨

工程师们长期以来一直对制造水上机器人感兴趣。我们已经看到了仿照金枪鱼、吸盘鱼、章鱼等动物设计的机器人...

MF Ghost 第 1 季 —— 这部描绘街头赛车手灵魂的新一代赛车动画究竟有何魅力?

MF Ghost 第 1 季 - MF Ghost 《MF Ghost》是一部电视动画,改编自重野...