太空科學靈感:摺紙也能成為繆斯「知社視頻」第19期

科學的靈感往往來自於生活,哪怕是一張紙,也能帶給我們驚喜。

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(注 關於摺紙的最早書面記載始於1680的日本)

摺紙,就是隻使用一張紙,不許剪開或撕裂,單憑雙手的巧妙摺疊,創造出既定形象的藝術過程。紙是延展的平面,通過摺疊的技法加工以後,它卻會變成立體的,擁有各種各樣的形狀。這啟發了科學家們,摺疊這個思路使很多事物有了新的可能。

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在很多領域裡,我們需要延展面很大的物體,但是我們卻希望它在待使用時不要佔地方。

例如,最大的火箭的直徑只有五米左右,內部空間更加有限。而太陽能帆板展開的面積往往在十平方米以上,直接塞進火箭帶入太空是不現實的。

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(注 太陽能帆板能轉化太陽能為衛星供電)

受到摺疊結構的啟發,我們就可以設想將太陽能帆板摺疊起來帶進太空。

把“佔地方的東西”折起來這個思路實施起來可沒那麼簡單,因為我們要做的不僅有紙張這種柔性物質的摺疊,也有硬性材料的摺疊。

摺疊的方法也是科學家們研究的重點之一。太陽能帆板就經常使用三浦摺疊技術進行摺疊。

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(三浦摺疊就是一種比較著名的摺疊方法,是由日本東京大學構造工學名譽教授三浦公亮所發明的摺疊技術。)

該技術是以拉開對角兩端來把物品展開,而在收縮時則反向推入。這方法可節省空間,又可避免在摺疊和展開的過程中造成損耗。

研究發現這方法可使物件的體積減少25倍,並使能量密度加強14倍。

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摺疊技術不僅僅用於航空領域。密歇根大學就按照三浦摺疊的原則,把吸音筒安置在了可以摺疊的格柵中,格柵的伸縮可以調整吸音筒之間的距離,改變密度,從而使不同頻率的噪音都能得到減弱。比如說,當遇上堵車時,汽車會產生低頻噪音,此時應該把格柵摺疊為 55 度時;而當汽車飛馳而過時產生高頻噪音後,就需要把格柵被摺疊成 70 度。

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但無論是將太陽能帆板帶入太空,還是三浦摺疊,還是其他的某些讓人難以想到的方面,都只是摺紙帶來的啟示的一部分。而摺紙又僅僅只是生活中的一個小板塊。

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在探索遠處的時候,我們還需要從近處著力。無盡的科學靈感,都來自於對生活的熱愛與觀察,就像我們能從爆竹聯想到火箭的概念,從孔明燈獲得對飛艇的靈感。如果你有善於發現的眼睛,你也將是擁有不竭靈感的創造者。

視頻加載中...
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