折纸与竹子启发的超强扁平包装管：未来结构设计的全新可能
澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMIT University）的研究人员开发了一种新型的扁平包装管，它借鉴了折纸和竹子的结构，能够在展开时提供极高的强度，为未来结构设计开辟了新的可能性。
扁平包装管因其节省空间的优势，被广泛应用于弹出式应急避难所、医疗植入物，甚至太空太阳能电池阵列的展开吊杆。然而，由于其结构通常包含两条横向折线，导致其强度不如传统的非扁平包装管材，在承重情况下容易弯曲。
为了克服这一缺陷，RMIT大学的研究团队创造性地将折纸和竹子的结构原理融入扁平包装管的设计中，开发出一种名为“弧形皱褶折纸”的全新结构。
受折纸启发的圆盘结构
这种新型扁平包装管并非完全空心，而是内部包含一排激光切割的聚乙烯圆盘。这些圆盘的内部结构使其具有双稳态性，能够在扁平状态和弯曲状态之间自由切换。
当管子被压平时，圆盘也处于扁平状态。然而，在管子折线的两侧施加压力时，圆盘会弹出并变成弯曲状态，将管子内壁撑开，从而使管子完全展开并保持稳定。
竹子结构的启示
这种圆盘结构的设计灵感来源于竹子。竹子内部的空心结构和坚硬的节间，使其能够承受巨大的压力和弯曲力。研究人员将这种结构原理应用于圆盘设计，使其在展开时能够锁住管子，提供强大的支撑力。
实验验证：轻盈而坚固
在一次技术演示中，研究人员使用四根并排排列的扁平包装管和一块薄板搭建了一个 800 x 520 毫米的平台。尽管平台仅重 1.3 千克，但其强度足以支撑一个体重 75 千克的人，即使像桥梁一样悬挂起来也不会变形。
未来展望：无限可能
这项研究成果为创新和多功能结构设计开辟了新的可能性。除了用于建筑结构外，这种新型扁平包装管还可应用于医疗器械、航空航天、汽车等多个领域。
研究团队目前正在进行进一步的研究，探索不同的管子形状和材料，以及不同的力应用，例如弯曲或扭转动作。
这项研究成果发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上，为未来结构设计提供了新的思路和方向。
这项研究的意义在于：
- 突破了传统扁平包装管强度不足的瓶颈，为其应用范围提供了新的可能性。
- 将折纸和竹子结构原理融入设计，展现了生物启发设计在材料科学领域的巨大潜力。
- 为未来结构设计提供了新的思路和方向，有望推动建筑、医疗、航空航天等多个领域的创新发展。
这项研究成果将对未来科技发展产生深远的影响，为我们创造更加安全、高效、可持续的未来提供了新的可能。
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