Исследователи из университета Северной Каролины нашли новый подход к производству метаматериалов, которые можно использовать для создания сложных динамических структур. Новые 3D-метаматериалы можно использовать как легкие строительные материалы для домов или компоненты для модульной робототехники.

Новый подход к производству метаматериалов основан на принципах киригами. Киригами — это разновидность оригами, в котором бумагу не только складывают, но и режут.

В киригами используют двумерные материалы, такие как бумага, однако авторы новой работы использовали трехмерные, которые разрезаны на соединенные кубы. В зависимости от того, как кубы соединены друг с другом, эти строительные блоки можно сложить в более чем 300 тыс. различных конструкций.

Во время эксперимента исследователи создали более десятка реконфигурируемых строительных блоков: каждый состоял из восьми соединенных бумажных кубиков, который можно переделать в восемь различных форм.

В зависимости от направления сплошных стенок куба, открытых сторон блока и его позиции в целой структуре, он будет вести себя по-разному. Благодаря этому пользователь может настраивать механические свойства каждого блока.

Например, один строительный блок можно сложить в конструкцию, которую можно легко сжать, или, наоборот, придать ему форму, которая выдерживает значительную нагрузку.