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万物皆可折

2022-05-30千盏

小哥白尼·趣味科学画报 2022年7期
关键词:变形记折痕镜面

千盏

说起折纸,你可能会想到纸飞机、千纸鹤、纸灯笼。那么,我们还能折点儿不一样的东西吗?在小编看来,纸能折万物,万物皆可折。不信的话就来看看吧!

從理论上讲,把一张纸对折42次,厚度就会超过地球和月球之间的距离。不过现实情况是,一张纸对折次数的世界纪录只有13次,多一次都折不动了!

纸张变形记

把一张纸按不同的步骤折一折,它就能变成各种形状,折纸就是让纸张进行了一次从头到脚的变形。所有的纸张都能参加变形记吗?起码你手中的杂志就不行,和杂志纸一同落选的还有报纸,它们落选的原因是太过柔软,折痕不能保持,手指魔法师无法保证它们最后能变形成功;能参选的纸张形状一般是正方形,必须薄而牢固,还得能留住折痕。如果你只是随便折一折,不要求成品效果的话,那就随便什么纸都可以拿来试试。

参加变形记可不只是纸的特权,所有扁平状且会产生折痕的东西都可以,植物的叶子、金属薄片甚至一些布料都能用来折叠。

可以同比例拉大或缩小的魔术伸缩球就是用折纸原理设计的,把球抛起来就会展开成一个球,落下时又会收缩成一朵“花”,你小时候玩过吗?

不是纸,也能折

现在人们所说的折纸,除了给真正的纸变形,还包括各种用到了折纸原理的研究发明。认真观察一下,你就会发现折纸技术在生活中无处不在。

可折叠机翼能够“因地制宜”,根据不同的环境调整机翼状态,不仅能让飞机始终保持最佳飞行状态,还能使飞机更“丝滑”地进入机库。

降落伞是一种便携的航空工具,由柔性织物制成,通过折叠来收纳。展开时,我们可以清楚地看到它的折痕。

汽车的安全气囊想要塞进狭小的隔间里,需要先做一个折纸模型,将其折叠起来。

有一种折纸显微镜简单又有趣,整个外壳都用纸折成,这种折纸显微镜看着像个骗人的玩具,其实它的放大倍数接近2000倍,真的能观察到微生物的世界!

折纸结构的建筑,结构稳固,外观很有空间感和现代感,可以说是坚固与美观并存。

防弹好帮手,说走咱就走!这种折叠式防弹盾牌是由12层凯夫拉纤维材料制成的,既便携又坚固。

折个机器人

不止生活中处处有折纸的痕迹,连机器人领域都遍布折纸的“足迹”,科学家们将折纸原理运用到机器人领域,就有了上天下海无所不能的折纸机器人。

NASA研发过一款只有智能手机大小的折纸机器人,这款折纸机器人在遇到洞穴或者空间狭小的地方时,可以变身成“纸片人”进去探测,小巧的体形使它从3米高坠落也不会损坏,这款机器人专为探测火星和月球等地形复杂的星球而设计。除了上天,折纸机器人也能下海,哈佛大学研制了一种“深海折纸机械手”,这款机械手可以下潜到500~700米深的海域,机械手可以像花瓣一样开合,并以此来捕捉海洋动物,帮科学家做到在不伤害海洋动物的同时研究动物们的健康情况。

除了上天下海,还有能够救灾、治病的折纸机器人,科学家根据具体需求,可以研发各种功能的折纸机器人。

折纸机器人属于柔性机器人,具备质量轻、体积小以及灵活的特点。和其他机器人相比,折纸机器人的制作也比较简单,一般都是用3D打印技术打印出折纸机器人的部件,然后经过组装就可以得到一个机器人了。

折纸助力航天

折纸技术除了能帮人们研发可以上天的折纸机器人,还是航天事业的好帮手,应用在航空航天领域的折叠被称为空间可展结构。

2021年发射的詹姆斯·韦布空间望远镜就采用了空间可展结构,由于这个望远镜的主镜直径高达6.5米,科学家便将主镜面分割成了18块子镜面,再将两边折叠起来,整个镜面呈筒状,只有这样才能把它放进火箭里。除了空间望远镜,航天器的太阳能板也经常用到空间可展结构,NASA的研究人员以折纸为原型,研发了一种折纸太阳能电池板。这种折纸太阳能板从折叠到展开的过程,就像是一朵含苞待放的花逐渐绽放,直径也会从2.7米展开到25米。不得不说,航天界的最强收纳助手还得是折纸技术!

由于航天器体积一般都很大,因此在发射时会将航天器的一部分折叠起来(通常是太阳能电池板和天线),等到航天器到达轨道之后,再将折叠的部分打开。如果在航天器结束任务后,可以折叠的部分还需要回收利用的话,就又会将它们折叠之后带回地球。航天器的折叠就像是我们的折叠家具,需要用的时候就展开,不用的话就折叠起来节省空间。

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