向列弹性体薄片中非等距折纸的图案化设计
软凝聚态物质
2018-03-08 v2
摘要
向列弹性体在光和热等多种刺激下会发生显著的形变。本文提供一种系统性框架，通过异质图案化向列弹性体薄片的驱动来设计复杂三维形状。这些薄片由非等距折纸（nonisometric origami）基本单元构成，当以适当方式连接时，可驱动成多种多样的三维多面体形状。我们从理论和实验上证明：1) 非等距折纸基本单元按预期方式驱动；2) 多个基本单元的集成产生复杂且多稳态但可预测的形状；3) 我们可在实验上偏置驱动，以在多稳态形状中获得期望的复杂形状。进而我们表明，这种实验实现的功能为利用向列弹性体的驱动提供了丰富的可能设计空间。我们通过理论示例突显这一空间，其中利用这些基本单元的大型阵列来实现所需的三维折纸形状。综合来看，这些结果构成一种工程设计原理，我们希望它能为向列弹性体在新兴技术中的应用提供模板。
引用
@article{arxiv.1712.04585,
title = {Patterning nonisometric origami in nematic elastomer sheets},
author = {Paul Plucinsky and Benjamin A. Kowalski and Timothy J. White and Kaushik Bhattacharya},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.04585},
year = {2018}
}