Якоб Фабер (Jakob A. Faber) и Андре Штударт (André R. Studart) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха, а также Андрес Аррьета (Andres F. Arrieta) из лаборатории программируемых материалов Университета Пердью создали оригами-конструкции на основе строения крыльев уховерток. Полученные учеными объекты в зависимости от положения отдельных сегментов способны самостоятельно складываться в то или иное итоговое положение.
Уховертки, или кожистокрылые (Dermaptera) – отдельный отряд насекомых. Представители его обычно ведут скрытый образ жизни, прячась в трещинах почвы, под камнями, в опавшей листве. Даже те, кто знает о существовании уховерток, порой не догадываются, что эти насекомые умеют летать. Правда, делают это уховертки очень редко. Обычно крылья уховерток остаются в сложенной форме, причем складываются они весьма сложным образом. Возможно, даже название этих насекомых происходит от формы их сложенного крыла.
Развернутое крыло уховертки по площади в десять раз превосходит сложенное. Это один из самых высоких коэффициентов складывания в животном мире. Компактно свернутые крылья позволяют уховерткам без проблем ползать в почвенных ходах. Еще одно уникальное свойство крыльев уховертки состоит в том, что в разложенном состоянии она становится жестким, и насекомому не надо применять дополнительных усилий, чтобы предотвратить его складывание. Однако в нужный момент крыло быстро складывается по заранее известным “линиям сгиба”. Секрет в эластичном белке резилине, находящемся на стыках сегментов крыла, и в особом блокирующем механизме, поддерживающем резилиновые волокна в состоянии, подобном натянутым пружинам. В зависимости от расположения слоев резилина он работает или на растяжение или на изгиб, а иногда и в обеих функциях. Когда уховертка должна свернуть крылья, ее мышцам надо лишь преодолеть сопротивление блокирующего механизма, а дальше крыло сложится само собой.
Ученые провели компьютерное моделирование крыльев уховертки, и создали их аналоги при помощи 3D-принтера. Возможной сферой применения таких конструкций может стать электроника, производство солнечных парусов для космических аппаратов или создание космических зондов, которые будут выводиться на орбиту, занимая очень маленький объем, а потом разворачиваться до полного размера.
Результаты исследования представлены в журнале Science.
