Origami ได้เป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบโครงสร้างด้วยคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ ค้นหาการใช้งานที่เป็นไปได้มากมาย รวมถึงหุ่นยนต์นุ่มและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหดได้ ตอนนี้นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งจอร์เจียและมหาวิทยาลัยปักกิ่งได้ค้นพบวิธีการสร้างชุดพับกระดาษพับที่กำหนดค่าใหม่ได้โดยตรงโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ โครงสร้างสามารถพับและขยายได้
ในขณะที่ยังมีความแข็งแรงและความสามารถ
ในการรับน้ำหนักที่จำเป็นสำหรับงานวิศวกรรมโดยทั่วไปแล้ว โครงสร้าง origami ต้องการการรวมแผ่นบางที่น่าเบื่อเข้าด้วยกัน ซึ่งอาจต้องใช้องค์ประกอบการผูกเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น การประกอบโครงสร้างกระดาษหลายอันจำเป็นต้องยึดเข้าด้วยกันด้วยกาว อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาพอลิเมอร์ใหม่และการออกแบบทางเรขาคณิตอย่างรอบคอบ Zeang Zhao และทีมงานของเขาจึงหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการเชื่อมต่อชิ้นส่วนที่มีขนาดเล็กลง โดยคิดค้นวิธีการสร้างชุดประกอบ 3D ในขั้นตอนเดียว ( Soft Matter ) โดยความพยายามนี้ กลุ่มกำลังดำเนินการขั้นตอนต่อไปในการนำ origami ไปใช้ในโครงสร้างทางวิศวกรรม
Origami เป็นวิศวกรรมZhao และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้เทคนิคการพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างโครงสร้างที่ประกอบด้วยการผสมผสานของหน่วยพับกระดาษแต่ละชิ้น โดยไม่ต้องมีขั้นตอนการประกอบเพิ่มเติมใดๆ โครงสร้างกระดาษที่คล้ายคลึงกันจะต้องมีการยึดติดกันหลายแผ่น และโครงสร้างทีละขั้นตอนที่ยาวและน่าเบื่อ
ทีมงานสามารถออกแบบโครงสร้างเหล่านี้ให้มีความสามารถในการรับน้ำหนักที่แตกต่างกันโดยเปลี่ยนวิธีการเชื่อมต่อแต่ละหน่วยพับกระดาษ นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานด้านวิศวกรรม โครงสร้างหนึ่งสามารถรองรับน้ำหนักได้ 100 เท่าของน้ำหนักตัวโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม เพียงแค่จัดเรียงหน่วยเดียวกันในวิธีที่ต่างกัน นักวิจัยก็สร้างสะพานที่จะพับให้แบนราบภายใต้ภาระเดียวกัน
เพื่อสร้าง origami กลุ่มยังได้พัฒนา
“elastomer” ใหม่ ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ชนิดหนึ่งที่มีความยืดหยุ่นเหมือนยาง ด้วยการพัฒนาวัสดุใหม่นี้ นักวิทยาศาสตร์จึงมั่นใจได้ว่าโครงสร้างทั้งหมดสามารถสร้างขึ้นจากส่วนประกอบเดียว สามารถพิมพ์อีลาสโตเมอร์ที่อุณหภูมิห้องแล้วตั้งค่าโดยใช้แสงยูวี ทำให้เกิดเป็นวัสดุที่อ่อนนุ่มและพับเก็บได้ สามารถยืดออกได้ถึง 100% ซึ่งใช้สำหรับการประกอบ 3D ทั้งหมดในโครงสร้าง
Origami นำตรรกะที่นุ่มนวลมาสู่วิทยาการหุ่นยนต์บานพับพิเศษนักวิจัยได้ออกแบบโครงสร้างให้ประกอบด้วยแผ่นหนา คั่นด้วยบานพับที่เลียนแบบรอยพับในกระดาษ ความหนาของบานพับมีความสำคัญต่อคุณสมบัติทางกล: บางเกินไปและอาจไม่รองรับโครงสร้างทั้งหมด หนาเกินไป และจะจำกัดว่าจะพับได้ดีเพียงใด บานพับช่วยให้มุมระหว่างแผงสามารถเปลี่ยนแปลงได้ระหว่าง 0° ถึง 90° ทีมงานยังสามารถตรวจสอบให้แน่ใจว่าความเครียดและความเครียดสูงที่เกิดขึ้นระหว่างการพับนั้นถูกปรับให้เข้ากับบานพับ ซึ่งหมายความว่าแผงจะไม่เสียรูปเมื่อใช้งาน
การพิมพ์ 3 มิติในขณะที่ยังคงเป็นเทคโนโลยีเกิดใหม่ การพิมพ์ 3 มิติได้พิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์สำหรับการสร้างรูปทรงที่ซับซ้อนมากมาย อย่างไรก็ตาม วิธีการแบบเดิมโดยทั่วไปเหมาะสำหรับการผลิตโครงสร้างที่เป็นของแข็งเท่านั้น ในการพิมพ์โครงสร้างที่มีลักษณะกลวง ทีมงานใช้เทคนิคการพิมพ์ 3 มิติที่เรียกว่าการประมวลผลแสงดิจิทัล สิ่งนี้ต้องการวัสดุรองรับน้อยกว่ามาก ทำให้สามารถสร้างคุณสมบัติกลวงได้ นอกจากนี้ยังอนุญาตให้พิมพ์วัสดุที่อ่อนนุ่มซึ่งจำเป็นสำหรับโครงสร้างที่ยืดหยุ่นได้
ถังโมเลกุลประกอบด้วยตัวโมเลกุลขนาดเล็กที่มี
กลุ่มการทำงานที่เรียกว่าไทออล (อะตอมของกำมะถันหนึ่งอะตอมที่มีไฮโดรเจนติดอยู่) ร่างกายเชื่อมโยงกับชิ้นส่วนของสินค้าโมเลกุล ในกรณีนี้ สินค้านั้นเป็นสาย DNA 40 นิวคลีโอไทด์ แต่สินค้าประเภทอื่นสามารถใช้ได้
แทร็กประกอบด้วยกลุ่มไทออลห้ากลุ่มที่มีลวดลายเป็นแถว (เรียกว่า “ฐานตั้งหลัก”) โดยเว้นระยะห่างกันอย่างแม่นยำเพียง 0.7 นาโนเมตร เมื่อฮ็อปเปอร์พบลู่วิ่ง อะตอมของกำมะถันในกลุ่มไทออลทั้งสองจะสูญเสียอะตอมของไฮโดรเจนไปและจับกันเป็นพันธะไดซัลไฟด์ ความเสถียรของพันธะไดซัลไฟด์นี้ช่วยป้องกันไม่ให้ฮอปเปอร์หลุดออกจากรางตามธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ฮอปเปอร์สามารถเปลี่ยนระหว่างฐานตั้งได้ ในลักษณะเดียวกับที่กลุ่มไธออลสามารถแลกเปลี่ยนอะตอมไฮโดรเจนกับอะตอมของกำมะถันอื่น กำมะถันในพันธะไดซัลไฟด์สามารถแลกเปลี่ยนอะตอมของกำมะถันที่เป็นพันธมิตรกับอะตอมของกำมะถันที่แตกต่างกัน ทำให้สามารถเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางได้
เพื่อควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ของฮ็อปเปอร์ไปตามราง ทีมงานได้จำกัดเส้นทางภายใน nanopore โปรตีนและใส่ nanopore ลงในเมมเบรนที่แยกช่องของเหลวสองช่อง nanopore เป็นรูเดียวที่เชื่อมต่อทั้งสองช่อง ดังนั้นความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างช่องทั้งสอง (ซึ่งนักวิจัยสร้างขึ้นโดยใช้การตั้งค่าอิเล็กโทรดแบบธรรมดา) ส่งผลให้เกิดสนามไฟฟ้าภายใน nanopore
สนามไฟฟ้านี้ใช้แรงกับถังโมเลกุล โดยเลื่อนตำแหน่งไปข้างหน้าหรือข้างหลังขึ้นอยู่กับทิศทางของสนามไฟฟ้า กล่าวอีกนัยหนึ่ง ฮ็อปเปอร์ที่เชื่อมต่อกับฐานที่ 1 จะถูกดึงเข้าไปใกล้ฐานที่ 2 มากขึ้น ซึ่งจะทำให้อัตราการเปลี่ยนจากที่ 1 ไปตั้งที่ 2 เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ จากนั้น หลังจากที่ฮ็อปเปอร์เปลี่ยนไปที่ฐาน 2 สนามไฟฟ้าจะยังคงดำเนินการต่อไป ดันเข้าไปใกล้ฐาน 3.
กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าฮ็อปเปอร์จะไปถึงจุดสิ้นสุดของแทร็ก (ตั้งหลักที่ 5) ซึ่งนักวิจัยสามารถย้อนกลับสนามไฟฟ้าเพื่อให้ฮ็อปเปอร์เคลื่อนที่ถอยหลังไปตามราง ด้วยวิธีนี้ ฮ็อปเปอร์สามารถเคลื่อนไปมาข้ามรางระดับนาโนได้หลายร้อยขั้น
สามารถตรวจสอบการเคลื่อนไหวของฮอปเปอร์ได้โดยการวัดกระแสที่ไหลระหว่างช่องของเหลวสองช่อง เนื่องจาก nanopore เป็นเส้นทางเดียวที่กระแสสามารถไหลได้ การวัดกระแสจึงมีความไวสูงต่อการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งของฮอปเปอร์ เมื่อนักวิจัยใช้สนามไฟฟ้าและตรวจสอบกระแสอย่างต่อเนื่อง พวกเขาสังเกตเห็นระดับกระแสไฟฟ้าที่ไม่ต่อเนื่องกัน 5 ระดับโดยแยกจากกันด้วยขั้นบันไดที่แหลมคม ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของวอล์คเกอร์ระหว่างจุดตั้งหลักทั้ง 5 แห่ง
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >> ป๊อกเด้งออนไลน์
