由东京大学工业科学研究所助理教授 Kazuya Saito 领导的研究小组阐明了瓢虫折叠后弹簧的巧妙变形机制。预计将应用于各种产品。
瓢虫是飞行能力极佳的甲虫,可以瞬间展开后弹簧(后翼:一对在两对飞溅之一后面)起飞。这种高速展开是利用飞溅的恢复力打开的,但是折叠方式的常规解释是模棱两可的。折叠时,第一个封闭的豆荚弹簧(elytron:带有波尔卡圆点的硬前飞溅)挡住了路,无法观察到存储过程。
因此,这一次,由用于美甲的光固化树脂制成的透明人造荚弹簧被移植到瓢虫身上。从高速摄像机拍摄的视频中可以看出,瓢虫巧妙地利用荚弹簧内部的曲面和边缘以及月牙形的翼脉(支撑后翅的骨架)将折叠线引入飞溅中并摩擦起来很明显,他们正在逐渐吸收飞溅。
此外,当用微型CT扫描仪分析展开和存储时飞溅的三维形状时,发现使用了用于卷尺的“卷尺弹簧结构”。这种结构在拉伸状态下稳定并表现出足够的强度,并且可以根据需要在任何地方弹性弯曲和折叠。
瓢虫的后弹簧是“飞行”和“折叠”功能的完美结合,利用了框架的局部灵活性。从中吸取教训,从人造卫星的大型天线的开发到雨伞、折扇等日用品,有望应用于各种形状不断变化的产品的设计和制造过程中。