I kirigami tridimensionali possono aiutare a creare metamateriali dinamici

I ricercatori sono alla continua scoperta di nuove tecniche per creare efficienti metamateriali dinamici. L’ultima sperimentata si basa sulle tecniche kirigami per creare blocchi di costruzione tridimensionali e riconfigurabili che possono essere utilizzati per creare strutture complesse e dinamiche. Il vantaggio di codesta tecnica è che queste strutture sono facili da montare e smontare.

“L’applicazione del kirigami ai materiali tridimensionali offre un nuovo livello di riconfigurabilità per queste strutture”, afferma Jie Yin, autore principale dello studio.

I kirigami per progettare metamateriali dinamici

Il Kirigami è una variante dell’origami che prevede il taglio della carta, oltre a piegarla. Mentre la versione classica viene realizzata utilizzando materiali bidimensionali, come la carta, Yin e i suoi collaboratori hanno applicato i principi di esso a materiali tridimensionali tagliati in cubi collegati.

Nello specifico, i ricercatori hanno modellato il loro nuovo approccio utilizzando una serie di otto cubi di cartone collegati e aperti su due lati. Pensa a ciascuna unità di otto cubi collegati come a un elemento costitutivo. A seconda di come i cubi sono collegati tra loro, questi blocchi da costruzione possono essere piegati in più di 300.000 diversi design.

Per dimostrare l’utilità di tutto ciò, i ricercatori hanno creato più di una dozzina di elementi costitutivi riconfigurabili. Ogni blocco consisteva di otto cubi di carta collegati e poteva essere riconfigurato in otto forme diverse. Si evidenzia i modi in cui ogni unità potrebbe essere riconfigurata in strutture diverse, come tali strutture potrebbero essere assemblate in strutture più grandi e come le grandi strutture assemblate potrebbero essere smontate nei blocchi riconfigurabili.

“Il fatto che sia possibile smontare e riconfigurare questi metamateriali 3D consente agli utenti di modificare le proprietà meccaniche di una struttura in base alle esigenze per eseguire attività diverse”, afferma Yin. “Piegalo in un modo per renderlo facile da comprimere, piegalo in un altro modo per consentire il movimento laterale, piegalo in un terzo modo per renderlo rigido o migliorarne la forza fisica, e così via.”