导读 索邦大学的三名材料科学家开发了一种新方法来制造各种类型的薄板，这些薄板可以转变为弯曲的3D物体，而无需诉诸起皱或切割。在《科学》杂志...
索邦大学的三名材料科学家开发了一种新方法来制造各种类型的薄板，这些薄板可以转变为弯曲的3D物体，而无需诉诸起皱或切割。在《科学》杂志上报道的研究中，高天、何塞·比科和伯努瓦·罗曼受到植物叶子和花瓣变形的启发，创造了一种类似的材料用于新的应用。
先前的工程研究表明，首先从一块平坦的材料开始生产三维产品是可能的。这样做的原因通常是为了更方便运输。例如，纸板箱在压平后占用的空间要少得多。机器人工程师已经发现了此类材料的有用性，科学家们也发现了将探测器送入太空的可能性。然而，创造这种材料需要克服一个主要障碍。
例如，如果你看一张地球的平面地图，你会发现大陆看起来是扭曲的——这是因为它们是从球体变平的。正如研究人员指出的，尝试用扁平物体锻造三维产品通常需要起皱或切割。他们试图通过一种新方法来克服这个问题，这种方法始于对植物中泡状细胞如何工作的观察。
例如，玉米植株的叶子可以根据天气条件打开和关闭——它们是通过利用液体压力使泡状细胞膨胀来实现这一点的。为了在人造材料中重现这种能力，该团队创建了他们所描述的基于高斯细胞的形状变形结构。
为了创建模型，该团队在平板内3D打印了充气梯形通道。然后将其夹在两层气密材料之间。当空气被泵入三明治的中心部分时，上方和下方的平坦表面被推动并拉伸成具有独特高斯曲率的新形状。通过改变梯形的大小和形状，研究人员能够改变它们可以形成的3D形状。