Ingeniører og kunstnere ved University of Michigan vil motta nesten $ 2 millioner dollar fra National Science Foundation for en fire år lang forskningskampanje for å finne ut om den eldgamle kunsten origami kan bringe nanoteknologi inn i den tredje dimensjonen.

Industrien er svært dyktig til å mønstre flate overflater ned til nanometerskalaen, men å integrere nanostrukturer i større og tredimensjonale materialer og enheter har vist seg vanskeligere å mestre. Med en origamilignende tilnærming kan produsenter potensielt bruke eksisterende maskiner for å lage høyteknologisk "papir" som deretter kan brettes inn i ønsket enhet.

Pei-Cheng Ku, medetterforsker og førsteamanuensis i elektroteknikk og informatikk, formulerte utfordringen når det gjelder sitt område, elektronikk som fungerer med lys: "Ganske mye 90 prosent av nano-fotonikkarbeidet er begrenset til flate design, så hvordan lager vi noe som er 3D og produserbart? "

Max Shtein, prinsippetterforsker og førsteamanuensis i materialvitenskap og ingeniørfag ved UM, håper at metodene som skal utvikles i dette prosjektet som en del av NSF origami-initiativet kan starte en bølge av innovasjon på samme måte som andre oppfinnelser ga nye retninger og næringer.

Teamet av ingeniører og kunstnere vil undersøke om foldemetoder kan bygge bedre solceller, datarutere og trådløse antenner, blant andre applikasjoner. Likevel er deres hovedmål å avdekke prosesser som legger grunnlaget for å bruke origami og andre papirfoldingsteknikker for å lage nanoskalaenheter.

"Dette spesielle programmet er virkelig rettet mot å produsere grunnleggende kunnskap, " sa Shtein. "Vi vil si: 'Se, her er prinsippene. Slik kan du anvende disse prinsippene. Kan vi få industrielle ingeniører til å sette ideene i større praksis?'"

I tillegg til de fem ingeniørutrederne på prosjektet, vil Matt Shlian, som er foreleser ved School of Art and Design, spille en integrert rolle i å hjelpe teamet til å benytte seg av papirfoldemetoder. Han og Shtein begynte å samarbeide for rundt syv år siden, da Shlian sendte en DVD og prøver av arbeidet hans til 50 forskere ved UM, men dette er deres første finansierte vitenskapelige prosjekt sammen. På tidlige møter diskuterte gruppen temaer som om lasere kunne reprodusere Shlians papirskåringsteknikk på skala tusen ganger mindre enn tykkelsen på en hårstreng.

I tillegg til å presentere arbeidet sitt på vitenskapelige konferanser, stoler teamet på Shlians forbindelser til kunstverdenen for å hjelpe dem med å nå ut til mennesker i ikke-tekniske felt. Shtein ser frem til håndgripelige papirskjermer eller interaktive papirfoldbare utstillinger på arenaer som Ann Arbor Art Fair, Detroit Institute of Arts, Ann Arbor Hands-on Museum og andre arenaer.

Mens strukturene som forskerne utvikler i laboratoriene sine kan være for små til å se med det blotte øye, kan Shlians papirformer gjøre formene og formålene deres tilgjengelig for alle.

"Hvis du kan holde noe i hånden din, kan du forstå det, " sa Shlian.

I tillegg til forskerne som er nevnt ovenfor, er andre medprinsippsetterforskere Nicholas Kotov, Joseph B. og Florence V. Cejka professor i ingeniørfag samt professor i kjemiteknikk, biomedisinsk ingeniørvitenskap, materialvitenskap og ingeniørvitenskap og makromolekylær vitenskap; Sharon Glotzer, Stuart W. Churchill Collegiate Professor in Chemical Engineering, samt professor i fysikk, materialvitenskap og ingeniørvitenskap og makromolekylær vitenskap; og Anastasios John Hart, adjunkt i maskinteknikk.

Levert av University of Michigan