折纸艺术现在是帮助医生挽救生命的关键工具

在最近的十年中,折纸在科学技术领域的新角色无疑已经向好转。这种作法被称为“折纸工程”,可用于减少结构或最大化空间和功能。

折纸工程尤其在医学领域取得了长足的进步。折纸中使用的相同原理应用于医疗设备时,可以将植入物折叠成很小的尺寸,然后再展开成其实际尺寸。反之亦适用,如牙膏管可以完全减压。

折叠技术可以使带有褶皱的扁平物体变形,从而提高弹性,减震性,强度或刚度。折纸提供了一种独特的见解,使人们可以可持续地包装单件而不进行切割,焊接或铆接,从而降低了制造成本并简化了组装。

折纸工程的实用性引起了人们的关注,例如卡内基梅隆大学机械工程系的助理教授丽贝卡·泰勒(Rebecca Taylor)。泰勒专门研究微细加工和生物力学,这项研究帮助她制造了微型传感器,以可靠地评估源自干细胞的心肌细胞。泰勒(Taylor)博士自然倾向于类似的做法,开发了一种基于折纸的DNA合成心脏收缩蛋白,这使她能够观察多蛋白肌动肌收缩系统中的合并机制。

作为教授,泰勒扩展了DNA折纸在医学中的应用。这种技术(也被泰勒博士称为“自下而上的制造”)允许改进多蛋白系统的纳米制造和纳米力学,从而为可能在非常精确的位置展开的心脏支架铺平了道路。

但是,问题在于如何以100%无故障的方式部署这些结构。为了说明这一点,一个常见的问题是当帐篷的折叠有时在折叠过程中被卡住时,阻碍弹出式帐篷在按下按钮时自动组装的问题。

可以理解的是,这引起了那些热衷于在医学中使用自动折叠纳米机器的人们的关注。

这就是折纸的来源。

根据芝加哥大学的科学家的说法,自折叠结构的局限性是固有的,因为所谓的“粘滞点”似乎是不可避免的。

以前认为可以进行工程设计,研究人员通过创建数学模型来观察可折叠结构的能力。在实验过程中,研究小组设计了能够自我折叠的结构,例如纸折纸和纳米机器人,并预先在其中创建折痕。结果是,当更多的预折痕添加到折痕中时,在下一个折痕过程中可能会形成更多的分支,并且自折痕机制更容易被卡住。

折纸工程是一个相对较新的创新。它的应用广泛,不仅可以用于技术,而且可以用于医学。因此,该领域本身的发展需要加快步伐,以适应可折叠结构和材料的智能设计。但是,尽管该领域中的一些折痕需要解决,但折纸工程的更大前景却催生了几篇研究论文。

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