灵感来自折纸的材料可以减轻可重复使用航天器的冲击

　　灵感来自折纸的材料可以减轻可重复使用航天器的冲击
　　像SpaceX的猎鹰9号这样的航天飞机被设计成可重复使用的。但这意味着，就像奥运会体操运动员希望获得金牌一样，他们必须坚持起跳。对火箭的腿来说，着陆是有压力的，因为它们必须承受着陆平台撞击产生的力。对抗这种情况的一种方法是用能吸收部分力量并软化打击的材料来制作腿。
　　华盛顿大学(University of Washington)的研究人员开发了一种新的解决方案，可以帮助减少冲击力——用于航天器、汽车等领域的潜在应用。受折纸艺术的启发，该团队创造了一种超材料的纸模型，这种材料使用＂折叠折痕＂来软化冲击力，转而促进放松链条中的压力的力量。＂如果你戴着一顶用这种材料制成的足球头盔，有什么东西击中了头盔，你永远不会感觉到它击中了你的头部。当能量到达你的时候，它不再推动你。通讯作者、华盛顿大学航空航天副教授杨金秋说。
　　杨和他的团队设计了这种新型超材料，使其具有他们想要的特性。＂超材料就像乐高玩具。你可以通过重复一种类型的积木，或者我们所说的单元格，来制造所有类型的结构。＂＂取决于你如何设计你的单元单元，你可以创造出一种具有独特力学性能的材料，这在自然界是前所未有的。＂
　　研究人员转向折纸艺术来创造这种特殊的单元细胞。＂折纸对于实现单元单元非常有用，＂论文合著者宫泽康弘(Yasuhiro Miyazawa)说。宫泽康弘是弗吉尼亚大学航空航天博士生。＂通过改变将折痕引入平面材料的位置，我们可以设计出在折叠和展开时具有不同刚度的材料。＂在这里，我们创造了一个单元细胞，当有人推它的时候，它会软化它所感受到的力量，当细胞恢复到正常形状时，它会加强随之而来的张力。＂
　　就像折纸一样，这些单元格原型也是纸做的。研究人员使用激光切割机将虚线切割成纸，以确定折叠的位置。研究小组沿着线条折叠纸张，形成一个圆柱形结构，然后在两端粘上丙烯酸帽，将细胞连接成一条长链。研究人员将20个细胞排列在一起，并将一端连接到一个装置上，该装置推动并引发整个链的反应。研究小组使用六台GoPro相机，在单元细胞恢复正常时，跟踪最初的压缩波和随后的张力波。
　　由折纸细胞组成的链显示出与直觉相反的波动:尽管来自设备的压缩推力启动了整个反应，但这个力从未到达链的另一端。相反，它被张力所取代，张力开始于第一个单元细胞恢复正常，并沿着链传播得越来越快。所以链末端的单元细胞只感觉到拉力把它们拉回来。＂影响是我们每天都会遇到的问题，我们的系统为减少影响提供了一种全新的方法。例如，我们想用它来帮助人们和汽车在车祸中表现得更好。＂＂目前它是由纸制成的，但我们计划用复合材料制成。理想情况下，我们可以为每种特定的应用优化材料。＂