Kada pomislimo na med, prva asocijacija nam je često saće - struktura koja je čvrsta, ali istovremeno i lagana. Slično tome, kosti su ispunjene prirodnim materijalom koji ih čini laganim, ali čvrstim i snažnim. Upravo inspirisani ovakvim prirodnim strukturama, istraživači sa MIT-a koristili su kirigami, drevnu japansku umetnost sečenja i savijanja papira, kako bi razvili ultračvrste i lake materijale sa prilagodljivim mehaničkim svojstvima.
Lagane i čvrste strukture (Foto: MIT)
Profesor Neil Gershenfeld koji vodi Center for Bits and Atoms (CBA) na MIT-u, opisuje ovaj materijal kao "čeličnu plutu". Iako je lakši od plute, odlikuje ga visoka čvrstoća i krutost. Istraživački tim je razvio modularni postupak izrade u kojem se mnoge manje komponente formiraju, savijaju i sastavljaju u 3D oblike. Zahvaljujući ovom metodu, proizveli su ultralake i ultračvrste strukture i robote koji pod određenim opterećenjem mogu da zadrže svoj oblik.
Ove strukture, koje su lake, ali snažne i krute, mogle bi naći primenu u arhitekturi, avionskoj i automobilskoj industriji. Ključna prednost ovog pristupa je u tome što se koristi kirigami tehnika za proizvodnju pločastih rešetki, koje su čak jače i kruće od trusnih rešetki, ali su zbog svog kompleksnog oblika teške za proizvodnju uobičajenim tehnikama, poput 3D štampe.
Oglas
Jedan od izazova u proizvodnji ovih struktura bio je način na koji se vrši sastavljanje. Istraživači sa MIT-a su prilagodili uobičajeni origami obrazac, poznat kao Miura-ori, tako da se oštre tačke transformišu u fasete, što olakšava spajanje.
Zanimljivo je da istraživači mogu da prilagode određena mehanička svojstva, poput krutosti i čvrstoće, izmenama obrazaca savijanja i sečenja. Ova fleksibilnost strukture može se koristiti u robotima ili drugim dinamičkim aplikacijama sa delovima koji se kreću, uvijaju i savijaju.
U budućnosti, istraživački tim planira da razvije korisničke alate za dizajn ovih kirigami pločastih rešetki. Takođe žele da istraže metode za smanjenje troškova simulacije dizajna koji daje željena svojstva.
Kao zaključak, kirigami, iako drevna umetnost, pokazuje veliki potencijal u modernoj građevinskoj industriji, nudeći inovativna rešenja za izazove sa kojima se suočavamo danas.
