禦茶水大學的 Tsuyoshi Okumura 教授與研究生 Midori Isobe 發現「kirigami」結構高延展性的關鍵在於從面內變形到面外變形的過渡現象,並發現其背後的物理原理。他宣布他已經成功地用一個簡單的數學公式表達了它。

剪紙是一種傳統工藝技術,透過將紙張剪成各種圖案來創造各種形狀。近年來,應用剪紙結構的各種工程應用在世界各地迅速進展,如電極、太陽能電池等。然而,闡明物理原理的研究基本上沒有受到影響。

奧村等人正在研究與增強鋰離子電池等中使用的多孔聚合物片材相關的基礎技術,使用一種稱為印象派物理學的新技術,簡單地捕捉複雜現象的本質。剪紙結構。

這次,我們將重點放在用於保護酒瓶的紙緩衝材料的剪紙圖案。 表示「剪紙」(彈性模量)和「剪紙」的柔軟度的量從面內變形(保持二維平坦狀態的變形)到面外變形(保持二維平坦狀態的變形)變化。我們成功地使用一個簡單而優美的數學公式表達了從(突然的變化)到(結構性的轉變)轉變的條件。雖然簡單,但與實驗數據具有良好的一致性,特別是建立了極高精度的彈性模量方程式和麵內變形情況下的轉變條件方程式。據說這些數學公式為剪紙結構的應用和發展提供了明確的指導原則。

這項研究成果具有廣泛的應用前景,包括高伸縮性電極、太陽能電池、石墨烯片(厚度相當於一個碳原子的片材)、在再生醫學領域備受關注的細胞片以及醫療和體育支持者該公司表示,預計將應用於各領域。

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