Johannes Overvelde je doktoriral iz uporabne matematike na univerzi Harvard, ko je spoznal Chucka Hobermana, oblikovalca Hoberman Sphere, zložljive mavrične žoge za otroke. Oba sta živela v Cambridgeu in imela podobna zanimanja. Overvelde je delal na razvoju preoblikovalnih materialov, ki bi lahko spremenili togost, in Hoberman, arhitekt, ki prav tako preučuje kinetične strukture, je razmišljal o tem, kako lahko različni materiali prevzamejo lastnosti njegove krogle, spreminjajoč obliko z artikulacijo na različnih sklepih.
Gradivo v akciji. (Johannes Overvelde) Overvelde in njegova ekipa na Harvardu so ustvarili tisto, kar jim rečejo metamaterial: razširljivo strukturo, ki jo je mogoče uporabiti na njenem kot gradnik za ustvarjanje drugih struktur. Atenuirane kocke, ki imajo tri stopnje artikulacije, so narejene iz tankih polimernih listov, ki se zložijo, vendar se lahko pojavljajo na različne načine, tako kot Hobermanova sfera. Uporabnik lahko s pritrditvijo na pnevmatsko cev napihne kocko in tako ustvari večjo 3D strukturo. Overvelde pravi, da ima material številne aplikacije, od nanocenskih stentov, ki jih je mogoče vstaviti v arterije in nato razširiti, do sten, ki bi se odprle in prezračile vašo hišo, ko se segreje.
"Medtem ko snapologija zagotavlja geometrijsko izhodišče za naše raziskave, je naš poudarek na zložljivosti teh struktur in kako to lahko privede do novih modelov za transformabilne metamateriale, " piše Overvelde v novem članku, objavljenem v Nature Communications .
Raziskovalci so začeli s papirnatimi modeli in skušali dokazati, da bi z snapologijo lahko zgradili nekaj dovolj trdnega za uporabo v arhitekturi.
"Imeli smo model papirja, ki smo ga zlepili, vendar je bilo to veliko dela in papirni model se je po enem tednu zlomil, " pravi Overvelde. „Torej smo si mislili:„ Ali lahko to bolj pripeljemo do oblikovane strukture? “ S pomočjo dvostranskega traku in lasersko izrezanih tankih plastičnih listov - ene debelejše za obraze in ene tanjše za tečaje - smo naredili te enote, ki jih je mogoče namestiti popolnoma ravne, vendar so imele posebne stopnje svobode, ki jih še nismo videli. "
Od tam je ekipa eksperimentirala z različnimi načini, kako spremeniti obliko strukture. Odločili so se, da bo pnevmatska aktivacija, ki je bila natančna in enostavna za vključitev zračnih cevi skozi kocke, omogočila uporabo strukture na najbolj možne načine. Oblika se spreminja glede na to, kateri del strukture je napolnjen z zrakom. "Vsako strukturo, ki jo naredimo s to napravo, bo mogoče konfigurirati, " pravi.
Kocko je mogoče stisniti tako, da leži ravno. (Johannes Overvelde) Za Overvelde je fleksibilnost najpomembnejši del koncepta. Rad razmišlja o kockah kot o materialu, namesto o strukturi do sebe, saj meni, da veliko vrednosti odkritja izvira iz različnih načinov, kako jih je mogoče zgraditi.
Začetna testna kocka skupine je bila 50 centimetrov kvadratna. Toda ideja je obsežna - zgradili so zložljiv stol. Zdaj raziskovalci eksperimentirajo, kako mehanizem napihovanja občutiti na okolice, kot sta svetloba ali vlaga. V zelo majhnem merilu lahko kocke delujejo kot fotonski kristali in odbijajo različne valovne dolžine svetlobe in različne barve, ko spreminjajo obliko.
"Če imate krilo metulja, mu struktura daje barvo. Če bi imeli napravo, ki želi spremeniti barvo, bi to lahko posnemali, «pravi Overvelde. „Na drugi strani razmišljate o arhitekturni uporabi. Če bi se odzvali na toploto, bi lahko naredili steno te strukture, ki se odpre in diha. Lahko bi naredili strukturo, ki se odziva na vodo, zato se, ko dežuje, samodejno zapre. "
Tehnologija bi lahko imela veliko aplikacij. (Johannes Overvelde) Overvelde je dokazal, da koncept deluje, zdaj pa želi videti, kako ga je mogoče uporabiti. Poleg fotonskih kristalov in premične arhitekture meni, da bi ga lahko uporabili za vse, od medicinskih pripomočkov, ki bi jih bilo mogoče enostavno pakirati za enostavno vstavljanje v telo, do robotov in premičnih vesoljskih ladij.
"Zelo sem radoveden, ko vidim, kako bodo to prevzeli drugi raziskovalci, " pravi.
