Розроблена нова технологія згортання крихітних структур-орігамі з допомогою променя лазера
Дослідники з Науково-дослідницької лабораторії армії США продемонстрували нову технологію, яка дозволяє з допомогою променя малопотужного портативного лазера виготовляти крихітні металеві структури в стилі японського орігамі. Використовуючи таку технологію можна виробляти крихітні захоплення, перемикачі та інші механічні компоненти мініатюрних пристроїв. Використовуючи такі компоненти можна спробувати створити надзвичайно мініатюрних роботів і майже невидимі електронні пристрої.
"Використовуючи нашу технологію, ми можемо створювати механічні мікросистеми, вся енергія і всі функції яких зосереджені в межах міліметрового масштабу або ще менше" - розповідає Крістофер Морріс, дослідник з Науково-дослідницької лабораторії армії США, який працює в напрямку микроматериалов і наноустройств.
Військові дослідники зацікавилися даною технологією після того, як вчені з університету імені Джона Хопкінса (Johns Hopkins University) створили з допомогою лазера ряд мікропристроїв, призначених для проведення хірургічних операцій. Але військові не просто повторили ту технологію, а значно її вдосконалили, створюючи структури, розміром в міліметри і частки міліметра, для виготовлення яких було достатньо енергії променя малопотужного лазера або світлодіодного джерела світла.
Крихітні структури-орігамі представляють собою щось на кшталт пружин, здатних "згортатися" вздовж ліній механічної напруги, що створюються в структурі багатошарового матеріалу. Коли світло лазера фокусується на матеріалі, він нагріває і розм'якшує шар з полімерного матеріалу, який утримує матеріал у вихідному стані. Після вимикання лазера изогнувшийся під впливом механічної напруги металевих шарів полімер знову застигає, а матеріал набуває вихідну міцність.
Портативний лазерний пристрій, необхідне для проведення таких операцій, має такий малий рівень потужності, що його використання абсолютно безпечно для очей людини. Тим не менш, такої потужності цілком достатньо для проведення операцій по виготовленню структур-орігамі на відстані близько одного метра.
Процедура виготовлення "згорнутого" елемента триває від 67 мілісекунд до 21 секунди часу, що залежить з одного боку від складності створюваної структури, а з іншого боку - від довжини хвилі і потужності лазерного променя світла. Під час випробувань технології в Науково-дослідницької лабораторії армії США була виготовлена матриця, що складається з безлічі структур-орігамі різної конфігурації. На виконання даної операції було витрачено близько 20 годин часу роботи одного малопотужного лазера.
"Ми сподіваємося, що наша нова технологія стане основою ряду інших нових технологій в області самособирающихся механізмів, пристроїв і "розумних" матеріалів. А такі технології можуть надати допомогу солдатам майбутнього, та й не тільки, такими способами, які неможливо побачити неозброєним поглядом" - розповів на завершення Крістофер Морріс.