Плоскі заготовки самособираются в мікроскопічні тривимірні "будівельні блоки".
Не так давно ми розповідали про технології перетворення двомірних плоских заготовок в тривимірні предмети за допомогою інфрачервоного світла. Те, про що піде мова, представляє собою практично теж саме, але на цей раз, на мікроскопічному рівні. Група дослідників з університету Брауна розробила технологію формування з плоских заготовок крихітних додекаэдров, які можна використовувати більш перспективно, ніж в орігамі. Ці мікроскопічні додекаэдры є свого роду "цеглинки", з яких будуть створюватися крихітні мікроелектромеханічні системи, електронні пристрої та оболонки для доставки лікарських засобів за місцем призначення всередині людського організму.
Існує близько 2.3 мільйонів видів двомірних "заготовок", з яких можна скласти додекаедр, геометричну об'ємну фігуру, що має 12 граней, що представляють собою правильні пятиугольники. Така фігура досить часто зустрічається в природі, саме таку форму мають молекули деяких речовин і протеїнові оболонки вірусів, які захищають вірус від зовнішнього впливу.
Вчені довго підбирали форму заготовки, з якої, під впливом зовнішніх факторів, успішно "самособирался" додекаедр. Заготовки виготовлялися з найтонших нікелевих пластин, спаяних в єдине ціле за допомогою спеціального припою. Коли така заготовка нагрівалася до температури 182 градуси за шкалою Цельсія, то під дією сил поверхневого натягу частини заготовки починали рухатися, обертатися і брали в кінці кінців геометрично складні тривимірні форми, які є будівельними блоками для нової галузі - галузі виробництва мікроскопічних виробів.
Можна сказати, що реалізувати подібні "чудеса" вченим далося з великими труднощами. Спочатку були створені комп'ютерні моделі, на яких були розраховані форми плоских заготовок, здатних згодом "самособраться" у складні геометричні об'єкти. Потім вчені домоглися того, що у них стали виходити прості геометричні об'єкти, такі як піраміди і куби. Враховуючи те, що кінцеві об'єкти мають розміри від 1 до 100 нанометрів, і це досягнення було досить суттєвим.
Згодом, методом проб і помилок, вчені знайшли форми заготовок з яких успішно "самособираются" додекаэдры і більш складні тривимірні об'єкти з 14 площинами, що складаються з квадратів і шестикутників. "Але найдивовижніше полягає в тому, що ми ніяк не можемо проконтролювати і вплинути на процес формування тривимірних фігур. Але процес чудово працює і сам по собі" - розповів Говінд Менон, вчений-математик з університету Брауна.