Након неколико деценија електронике која се развија вртоглавим темпом - од личних рачунара и флип телефона до носивих уређаја, паметних телефона и таблета - постоје знакови да технолошки напредак застаје. На примјер, ваш нови иПхоне се заиста не разликује толико много од претходног. А лаптоп рачунари углавном изгледају слично - и раде.
Инжењерима су потребне нове инспирације за иновације. Један од извора, вјеровали или не, су древне умјетности. На пример, мој рад је инспирисан киригамијем, мање познатим рођаком склопиве уметности оригамија. Можда сте чак и као дете радили киригами, савијајући се и сечући како бисте направили папирне пахуље. Материјали инспирисани овим уметностима могу се користити за побољшање паметне одеће, изградњу савијених паметних телефона и олакшавање протетике.
Сечење папира
Реч киригами је енглески назив за уметност сечења папира. Археолози кажу да се киригами могу пратити још пре 17. века у Јапану. То је још увек популарна народна уметност у азијским земљама где људи праве киригами како би прославили лунарну нову годину, новорођенчад, брак и друге значајне догађаје.
Типично, киригами почињу са пресавијеном базом од папира, која се исече, расклопи и спљошти да би се створио завршни уметнички комад. Замршени обрасци стварају предивна уметничка дела заснована на принципима математике и дизајна који могу променити механичко понашање материјала који се сече. На примјер, одређени узорак може папир учинити јачим или растезљивијим.
Овај дечји занат је пример древне уметности киригама. (ИлекСитхе) Инжењерска идеја
Баш као што стручњаци киригами сечу и савијају папир, инжењери могу да секу и савијају материјале који заузврат могу бити уграђени у електронске уређаје.
Недавне иновације у енергетски ефикасној електроници створиле су преносиве електронске уређаје, високо-перформансни папир са електронским мастилом, вештачку електронску кожу и паметне тканине. Али многе од тих креација, бар делимично, зависе од традиционално штампаних плочица које су обично направљене од силицијума и метала. Тврди су и крхки - не одговарају за људско тело. Људима је потребна одећа и папир и предмети који могу поднијети завоје и облине.
Истраживачка заједница, као и компаније које се баве технологијом и одећом, нестрпљиве су да електронске уређаје учине што флексибилнијима и флексибилнијима. Трик је да осигурате да флексибилност ових уређаја не ограничава њихову способност за руковање електричном енергијом.
Окренути се електроници
Недавно је моја истраживачка група на Универзитету у Буффалу израдила нови електронски уређај који је инспирисан киригама. Направљен од само-састављених полимера и нановодича, уређај је широк центиметар. Сам по себи могао би се лагано протезати - на само 1, 06 центиметара. Али када се пресече ласерима у обрасцу инспирисаном киригамијем, исти уређај може се протезати и до 20 центиметара, 2.000 процената већи од свог неоптерећеног облика. Урођена еластичност материјала помаже, али образац и оријентација резова су главни фактор у начину на који се уређај деформише.
Штавише, резање је учинило уређај 3000 пута електричнијим, што значи да електроника може брже да ради или треба мање времена за пуњење.
Уређај пре истезања (Доуг Левере / Универзитет у Буффалу) Постоје многи други истраживачи електронике инспирисани киригама. Како наше групе и други усавршавају ове врсте материјала, они се с временом могу уградити у електронску кожу - сличну привременим тетоважама - како би се побољшао осећај протетике и робота. Болнице такође могу користити закрпе путем е-коже за бежично надгледање виталних знакова пацијената, замењујући оне досадне жице које се могу заплести или спречити људе да спавају док се одмарају у кревету.
Напредна електроника такође је кључна за Самсунгове планове о издавању паметног паметног телефона. И они би могли бити у средишту паметне одеће, индустрије која пројекат аналитичара може коштати четири милијарде америчких долара до 2024. Захваљујући уметничким иновацијама пре стотинама година, одећа и завоји могу једног дана да помогну спортистима да повећају перформансе, прате здравље људи са хроничним болестима, а војницима и хитним радницима дају важне информације о себи и онима који су у њиховој нези.
Овај чланак је првобитно објављен у часопису Тхе Цонверсатион.
Схенкианг Рен, професор машинског инжењерства на Универзитету у Буффалоу, Државни универзитет у Нев Иорку
