Origami und Kirigami verbessern Materialeinsatz

pte - Das Prinzip, nach dem aus einem Blatt Papier ein weißer Papierkranich wird, funktioniert auch bei anderen Materialien. Wenn jedoch nicht nur gefaltet, sondern auch geschnitten wird, heißt es nicht mehr Origami, sondern Kirigami. Forscher der University of Pennsyvania wenden Kirigami mit ganz anderen Materialen und in neuen Dimensionen an und schaffen somit eine neue Technologie zur Herstellung von stabilen Bausteinen für fast jede Anwendung.

Hexagon als Grundlage

Geschnitten und Gefaltet werden nur sechseckige Gitter, die Proportionen des Ausgangsmaterials bleiben dadurch erhalten und die Kirigami-Regeln können für Material jeder Größe verwendet werden. In dreidimensionale Formen gefaltet können die Hexagone als Bausteine in unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt werden. Aus Hexagonen lassen sich besonders leicht dreidimensionale Gebilde falten, das könne man auch in der Natur - etwa an Bienenwaben - beobachten, so die Forscher.

Professor Randall Kamien aus dem Forscherteam erklärt: Wenn Standards für die Größe der Falze und der Schnitte definiert werden, sind sie in jedem Maßstab anwendbar. 3D-Bausteine in den verschiedensten Formen könnten konzipiert werden - wie auch weitere Formen aus Kombinationen der Bausteine. Für die Konstruktion wäre es unerheblich, welches Material verarbeitet wird.

Die Falt- und Schneideregeln legen fest, wo geschnitten werden muss, damit man nur entlang gerader Linien falten muss, die Proportionen gleich und das Material stabil bleibt. Die Materialauswahl kann ganz abhängig von der gewünschten Anwendung erfolgen und ein Großteil aller Materialien ist laut den Wissenschaftern geeignet.

In der Architektur oder im All anwendbar

Die Anwendungsmöglichkeiten der gefalteten Bausteine sehen die Forscher von der Medizin über die Architektur bis hin zu Raumstationen und Satelliten. Besonders attraktiv ist die Technologie aber für Anwendungen im Nanobereich, wo platzsparende Formen gefragt sind und selbstfaltende Materialien die schwierigen Herstellungsprozesse von Kleinssteilen revolutionieren würden. (Irina Theresa Zelewitz)