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

《水母不会在夜间游泳》评论:引人入胜的故事和人物深度

《水母不会在夜晚游泳》——深海之美与青春之光辉《夜里不会游泳的水母》于2024年4月7日至6月23日...

为什么有些猫有橙色的皮毛?古老的谜团有了新的色彩线索。

正如你不应该以貌取人一样,以毛色来评判一只猫也是不公平的。然而,人类似乎对橘猫情有独钟。它们滑稽动作...

孤儿哈奇的故事——透彻解析一段感人的冒险与成长故事

孤儿哈奇的故事——一段感人的旅程和母子之间的纽带■ 公共媒体电视动画系列■ 原创媒体动漫原创■ 播出...

跟随 JUICE 任务前往木星及其众多神秘卫星

更新(2023 年 4 月 14 日) :由于天气原因,发射时间从 4 月 13 日重新安排到 4 ...

问一个极客:在给笔记本电脑充电之前我应该​​将电池完全耗尽吗?

笔记本电脑过去使用镍镉电池,这种电池存在“记忆效应”,如果在电量耗尽之前充电,电池容量会随时间推移而...

海平面上升到底是怎么回事

威廉·庞德斯顿在《头脑进退:当事实如此容易查明时,为什么了解事情仍然重要》一书中写道,1995 年,...

从龙卷风到放屁:本月值得一读的八本科学书籍

四月的阵雨让你有足够的时间在等待温暖天气到来的同时,保持室内安全、干燥和温暖,读一本好书。以下是本月...

《孤独之歌》:孤独之美与疗愈旋律

一首孤独的歌-大家的歌概述《孤独之歌》是1984年6月在NHK教育电视台(现NHK E-Tele)播...

研究人员利用气体云制造出第一台地球激光器

长期以来,天文学家一直对宇宙中自然产生的激光感到困惑,这种激光以特定频率向宇宙发射出强烈的可见光和微...

这种“疯狂的野兽”与我们见过的任何哺乳动物都不一样

这个世界已经充满了各种古怪的动物,从巨型杀人蜂到怪异的深海生物。但与之相比,一些在遥远的过去在地球上...

正在学习一门新语言?以下是完善发音的方法。

在你学习语言的梦想中,你可能会用完美的巴黎口音问当地人火车几点到,或者点一份scialatelli套...

这些热机器人将帮助我们在冰冷的卫星上寻找生命

围绕木星和土星运行的卫星远离太阳的温暖。大多数卫星没有大气层,许多卫星被厚达数英里的冰壳覆盖。它们也...

使用 MacOS 的快捷方式应用可以轻松自动执行 5 项任务

和大多数 Mac 用户一样,您可能从未打开过“快捷方式”应用。如果是这样,那么您就错过了很多东西。此...

Kindle Paperwhite 是最好的电子阅读器,它在亚马逊 Prime Day 期间发售

如果您是一位狂热的读者,渴望随身携带不断扩充的图书馆,请不要错过亚马逊 2024 年 Prime D...

《宿がそば》的魅力与评价:感人的故事与深刻的人物

《宿がそば》——宫崎骏短篇动画的魅力与深刻的世界观■作品概要《宿がそば》是吉卜力工作室制作的一部动画...