段黎
你一定玩過折紙的游戲,紙飛機(jī)、紙船、千紙鶴、紙恐龍等等,似乎世間萬物都能用紙折出來。不過,你知道嗎?折紙并不只是小孩玩的游戲,它還能被用來制造許多精巧的高科技產(chǎn)品。
折疊太陽能電池板
在人造衛(wèi)星或太空望遠(yuǎn)鏡上,常常需要安裝太陽能電池板來提供電能,但太陽能電池板的面積很大,如何把它送上太空,一直都是一個(gè)難題。折紙術(shù)居然提供了一個(gè)非常巧妙的解決方案。
這種可折疊的太陽能板在發(fā)射時(shí)處于折疊狀態(tài),到達(dá)太空中的目的地之后,它會(huì)自動(dòng)展開。折疊起來時(shí),它只有2.7米寬,但展開后卻能達(dá)到25米寬。你也許會(huì)想:給我一張大紙,我也能把它折得很小。其實(shí)折好很容易,因?yàn)榈厍蛏嫌腥祟惒僮?但在太空中,需要太陽能板自動(dòng)展開,如果折疊方式不巧妙,會(huì)大大增加展開的難度,例如需要更多的機(jī)械部件,這會(huì)加大人造衛(wèi)星或太空望遠(yuǎn)鏡制造、發(fā)射升空和運(yùn)行的難度。而這款新型太陽能板需要的機(jī)械部件就非常少,可以一步到位地打開。
如果這種折疊太陽能電池板能投入實(shí)際使用,就能大大減輕太陽能電池板的體積和重量,進(jìn)而減少燃料的消耗,航天器就能攜帶更多的設(shè)備,執(zhí)行更多的任務(wù)。
抵抗沖擊
無論是汽車碰撞還是火箭著陸,都會(huì)產(chǎn)生巨大的沖擊。而這種折疊結(jié)構(gòu)不僅能吸收沖擊力,還能利用自身特殊的折疊結(jié)構(gòu),像彈簧一樣將沖擊力反向傳回。如果在汽車車身上安裝這種材料,可以減少車輛被撞時(shí)受到的沖擊力,保護(hù)司機(jī)和乘車人;如果在外星探索車上安裝,可以使探索車更平穩(wěn)地在外星球的表面著陸。它甚至還能安裝在人們穿戴的頭盔等護(hù)具中,使頭部得到更好的保護(hù)。
折疊裝甲
這是一臺(tái)可以自己折疊的機(jī)器人。它由塑料和紙板層疊而成,塑料表面切有預(yù)先設(shè)計(jì)的折痕。通電時(shí),電路會(huì)沿著折痕加熱塑料,使其熱脹冷縮變形,并折疊成特定的形態(tài)。機(jī)器人的電機(jī)會(huì)通過機(jī)械裝置帶動(dòng)折疊“裝甲”,實(shí)現(xiàn)爬行、轉(zhuǎn)彎等功能。這種機(jī)器人的材料簡(jiǎn)單,因此造價(jià)很低,可以被大量生產(chǎn)。也許人們可以給這種機(jī)器人加裝生命探測(cè)器,在地震災(zāi)區(qū)大量投放,搜尋受困災(zāi)民。就算機(jī)器人被瓦礫砸壞,也不會(huì)造成太大的經(jīng)濟(jì)損失。
有人甚至制造出可以更換的折疊“裝甲”。這些看似區(qū)別不大的薄板會(huì)在加熱后自動(dòng)折疊成不同的形態(tài),例如,有的帶輪子,可以滾動(dòng);有的有雙翼,可以滑翔等。裝甲的主要部件可以根據(jù)不同的需要來更換,就如同人類有時(shí)要過海,有時(shí)走陸地,有時(shí)穿越叢林,只要更換船、汽車或飛機(jī)等交通工具就行。
折紙技術(shù)的運(yùn)用還有很多,這種古老的藝術(shù)如今在科學(xué)家的手中改頭換面,成為高科技的一員。不過,與我們平時(shí)的雙手折紙不同,科學(xué)家們要依靠數(shù)學(xué)、材料學(xué)和物理學(xué),經(jīng)過精心的設(shè)計(jì),也許還要通過激光雕刻機(jī)等設(shè)備才能將“紙”折疊出來。
雖然這是一項(xiàng)十分精細(xì)的工作,但也需要科學(xué)家們擁有孩童般豐富的想象力。只要愿意思考,你也能在折紙中發(fā)現(xiàn)逆天的高科技。
自己動(dòng)手
現(xiàn)在,你可以學(xué)習(xí)一種折紙技術(shù)——三浦折疊。它的特別之處在于:只要捏住折紙的兩端,向外一拉就可以完全展開,往回推就可以完全恢復(fù)折疊時(shí)的狀態(tài)。三浦折疊是現(xiàn)在許多折紙高科技的靈感來源,既可以用作太陽能電池板的折疊,也可以制成衛(wèi)星上的散熱器、音樂廳的隔音墻或飛機(jī)的碰撞保護(hù)裝置等等。不過,它的折疊過程并不復(fù)雜,你只需要拿出一張A4紙、一支鉛筆和一把直尺,就能用自己的雙手制作出三浦折疊。