La próxima generación de paneles solares y bolsas de aire estará conformada por el antiguo arte japonés del plegado de papel.

Por lo menos, así lo ve el investigador del noreste, Soroush Kamrava.

El estudiante de tercer año de doctorado en ingeniería mecánica usa impresoras 3-D en el taller de máquinas en el campus para crear estructuras inteligentes:objetos que pueden colapsar, absorber energía, y volver a su lugar utilizando los principios geométricos del origami.

"El origami es una rama del arte que solo usa geometría, que es la misma base para estructuras mecánicas, "dijo Kamrava.

El origami tradicional usa papel. Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones de ingeniería requieren materiales con espesor definitivo y suficiente resistencia y rigidez para funcionar correctamente. Ahí es donde entran los metamateriales. Sustancias que no se encuentran en la naturaleza, como el plástico, metal y caucho, los metamateriales forman la base del trabajo de Kamrava.

Un experto en origami puede convertir algunos pliegues básicos en un diseño complejo. El desafío para los ingenieros es crear un sistema de pliegues que sea estructuralmente sólido y pueda reproducirse.

Kamrava usa metamateriales para replicar patrones y formas que encuentra todos los días. "Nuestro trabajo es una combinación de ciencia y arte, ", dijo." Así que a veces la inspiración proviene de un museo, arquitectura antigua, o simplemente baldosas ".

Kamrava produce una versión en papel del diseño con una impresora de origami. Luego juega con la muestra, doblándolo y desdoblándolo, para garantizar que se pueda reproducir con materiales más resistentes.

Una vez que esté confirmado, Las impresoras 3-D fabrican piezas de formas geométricas en el metamaterial deseado, generalmente de plástico, que a veces puede llevar horas dependiendo del tamaño de cada pieza.

Kamrava ensambla la estructura final utilizando bisagras de metal para imitar los pliegues de papel origami. Aplicar una pequeña cantidad de presión cambia la forma de la estructura. Dado que las bisagras absorben la tensión, el cambio se puede realizar una y otra vez.

Su investigación se centra en la capacidad de implementación de la estructura inteligente, que es la capacidad de expandirse estratégicamente sin crear defectos en la estructura real. Kamrava calcula la aplicación funcional de las estructuras en función de su agilidad.

"Por ejemplo, si quieres enviar una gran estructura al espacio, va a ser caro ", dijo." Para que los científicos puedan diseñar una estructura desplegable que se pliegue en un volumen más pequeño para el viaje, pero puede volver a expandirse a su forma original cuando llega ".

Las estructuras inteligentes no son robots, que utilizan electrónica. Las estructuras inteligentes simplemente cambian su forma en función de una respuesta a un cambio en el entorno.

Desde el inicio hasta el montaje, se tarda aproximadamente un año en hacer una única estructura inteligente. Kamrava trabaja con un equipo de estudiantes de posgrado y pregrado y su asesor Ashkan Viziri, profesor de ingeniería mecánica e industrial.

Viziri, que estudia materiales de alto rendimiento, reconoció la ética de trabajo y el enfoque innovador de Kamrava para crear metamateriales inspirados en el origami.

"Soroush ha hecho un excelente trabajo asegurándose de que sea independiente, ", Dijo Viziri." Siempre está pensando en la próxima idea y cómo puede expandir lo que ya ha hecho ". que creo que es una parte fundamental de la educación de cualquier persona en el doctorado. nivel."

Un día, Kamrava espera usar metamateriales inspirados en el origami para crear estructuras inteligentes que puedan usarse para recolectar energía renovable. Pero por ahora, todavía está experimentando.

"Los materiales inteligentes son un campo de investigación en curso, ", dijo." En mi opinión, tener la idea es la mejor parte ".