科學家受蠼螋可折疊翅膀啟發(fā)研究可折疊3D打印結構

作為一個害怕蠼螋的人，知道它們的飛行很有點創(chuàng)意。近日，來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院和印第安納州普渡大學的研究人員一直從蠼螋的翅膀中汲取靈感，并使用3D打印來更多地了解它可折疊翅膀的設計原理。

（圖片：Jakob Faber /蘇黎世聯邦理工學院）

你會發(fā)現，蠼螋不僅顯然有能力飛翔，而且它們的機翼設計非常復雜，這是因為昆蟲的翅膀在不使用時可以緊緊地折疊到身體上，因此它可以鉆入土壤而不會損壞它們。當它最終需要飛行時，機翼會以單一關節(jié)運動展開，然后可以在沒有任何肌肉力量驅動的情況下收回。據報道，這些翅膀本身將蠼螋的表面積增加了10倍（據說這是動物界最高的“折疊比率”），并且在飛行時不需要任何肌肉活動來穩(wěn)定它，這對研究人員非常有吸引力。 在研究蠼螋的飛行機制時，該團隊使用3D打印技術制作了大量簡化的仿生機翼模型，這些模型集成了彈性褶皺以實現與真實蠼螋相似的折疊技術。

（圖片：PeterRüegg/蘇黎世聯邦理工學院）

各種3D打印的機翼啟發(fā)模型由硬質塑料板組成，它們由彈性褶皺（由“特殊彈性生物聚合物”）制成的使褶皺相互連接。通過改變連接的布置和厚度，研究人員能夠創(chuàng)建不同的彈簧類型，甚至可以在同一個關節(jié)中同時包含旋轉和伸展功能。研究人員也一直試圖重現蠼螋翼在折疊狀態(tài)和伸展狀態(tài)下穩(wěn)定的能力，這是使用中央中翼關節(jié)實現的壯舉。首席研究員Jakob Faber表示：“這一點將機翼鎖定在其打開和關閉狀態(tài)。據報道，3D打印的機翼與蠼螋機翼一樣，在展開時可以保持穩(wěn)定，并且可以通過簡單的觸摸將其折疊回自身。雖然3D打印的原型并不像蠼螋的天然翅膀那么復雜，但科學家們正在研究其折疊翅膀的生理機制。

研究人員認為，折疊技術可用于各種應用，包括可折疊電子設備，地圖和帳篷。正如Faber所解釋的那樣：“一旦你展開了這些東西，往往不可能將它們折疊回原來的形狀。另一方面，如果他們只是自動折疊，這將節(jié)省很多麻煩�！叭欢�，讓我們非常興奮的應用是太空旅行�？茖W家們認為，自折疊和自鎖折紙結構可用于在衛(wèi)星或太空探測器上生產可收縮的太陽帆。在太空探索的情況下，具有在沒有任何執(zhí)行器或穩(wěn)定器的情況下在太空中擴展的能力可以幫助減少發(fā)射任務中的空間和重量。這項研究最近發(fā)表在科學雜志上。

來源：正好3D打印

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