การทำความเข้าใจเกี่ยวกับ origami ในวัสดุ 2 มิติ

Anonim

หนึ่งในห้าของผู้ใช้โทรศัพท์มือถือในสหราชอาณาจักรได้แตกหน้าจอของพวกเขาโดยการวางโทรศัพท์ในระยะเวลาสามปีตามแบบสำรวจ YouGov หน้าจอมือถือแตกได้ง่ายเนื่องจากมักทำจากวัสดุที่ทำจากอ๊อกไซด์ซึ่งจะทำให้หน้าจอสัมผัสสามารถทำงานได้ แต่สามารถแบ่งได้ง่าย ในทางตรงกันข้าม graphene และวัสดุ 2 มิติชนิดอื่น ๆ สามารถทำหน้าที่เป็นหน้าจอสัมผัสเคลื่อนที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่มีความยืดหยุ่นสูง วัสดุเหล่านี้จึงสัญญาว่าจะปฏิวัติอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่นและมีศักยภาพในการผลิตโทรศัพท์มือถือที่ไม่สามารถแตกหักได้

เนื่องจากวัตถุดิบวัสดุ 2 มิติที่มีความยืดหยุ่นจึงได้รับการประยุกต์ใช้วัสดุคอมโพสิตขั้นสูงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์กีฬาเช่นสกีหรือไม้เทนนิสและเพื่อลดน้ำหนักของยานพาหนะ แอพพลิเคชันอิเล็คทรอนิคส์อาจได้รับประโยชน์จากวัสดุ 2 มิติที่มีประสิทธิภาพเช่น graphne ความสามารถในการโค้งงอและยืดมีความจำเป็นต่อการใช้งานทั้งหมดเหล่านี้และงานวิจัยชิ้นใหม่ได้แสดงให้เห็นถึงสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อวัสดุที่มีเนื้อที่อะลูมิเนียมพับเก็บได้เหมือน origami

การเขียนใน Nature Communications นักวิจัยจาก The University of Manchester กำลังศึกษาการพับวัสดุ 2 มิติที่ระดับแผ่นอะตอมเดี่ยว นักวิจัยชั้นนำ Dr. Aidan Rooney กล่าวว่า "โดยการวิเคราะห์ช่วงเวลาดังกล่าวในรายละเอียดเราได้ค้นพบพฤติกรรมการดัดงอใหม่ซึ่งบังคับให้เราต้องพิจารณาอีกครั้งว่าวัสดุทำผิดรูปอย่างไร"

หนึ่งในพับพิเศษที่พวกเขาได้ตั้งข้อสังเกตเรียกว่าแฝด; ซึ่งเป็นวัสดุสะท้อนกระจกที่สมบูรณ์แบบของตัวเองที่ด้านใดด้านหนึ่งของโค้ง ศาสตราจารย์ด้านวัสดุศาสตราจารย์ซาร่าห์ไฮห์กล่าวว่าขณะที่เรียนหนังสือวิทยาศาสตร์วัสดุที่อ็อกซ์ฟอร์ดผมได้เรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของการดัดแบบแฝดในแกรไฟต์จากภาพประกอบตำราเรียนในช่วงต้นของหลักสูตรอย่างไรก็ตามผลการวิจัยล่าสุดของเราแสดงให้เห็นว่าตำราเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการแก้ไข ไม่ใช่บ่อยครั้งที่คุณเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่จะคว่ำหลักสมมติฐานที่สำคัญมานานกว่า 60 ปีแล้ว "

นักวิจัยพบว่าในทางตรงกันข้ามกับรุ่นก่อนหน้านี้พับในวัสดุชั้นเช่นแกรไฟต์และกราไฟท์จะถูก delocalised มากกว่าอะตอมหลาย - ไม่คมตามที่ได้รับการสันนิษฐานเสมอ มีการสร้างส่วนโค้งขนาดเล็กของเส้นสายคล้ายคลึงกับแกนนาโนที่ศูนย์กลางของเส้นโค้ง นี้มีผลสำคัญกับความแข็งแรงของวัสดุและความสามารถในการดิ้นและยืด คุณลักษณะการพับแบบซับซ้อนอื่น ๆ

ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีโพลีเมอร์โรเบิร์ตยังส์กล่าวว่า "เราพบว่าประเภทของการพับสามารถคาดการณ์ได้จากจำนวนชั้นอะตอมและมุมของเส้นโค้งซึ่งหมายความว่าเราสามารถจำลองพฤติกรรมของวัสดุเหล่านี้ได้แม่นยำมากขึ้น สำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความแข็งแรงหรือความต้านทานต่อความล้มเหลวของพวกเขา.

menu
menu