Um origami em “tubo” foi projetado para que estruturas de papel – ou outros materiais finos, mas firmes o suficiente para manter o peso – possam facilmente ser dobradas para transporte ou para armazenamento.

Essa inovação poderá no futuro, reconfigurar desde estruturas microscópicas às de grande escala.

Estruturas em origami poderão ser aplicáveis, para citar alguns exemplos, a um braço robótico, a um guindaste de construção, à móveis, à abrigos de emergência e de rápida-montagem, à pontes, e à infraestruturas utilizadas em catástrofes naturais.

O novo origami foi desenvolvido pela equipe formada por Evgueni Filipov, pesquisador graduado da Universidade de Illinois, Glaucio Paulino, professor da  Georgia Tech, e Tomohiro Tachi professor da Universidade de Tóquio. Eles publicaram seu trabalho na Proceedings of the National Academy of Sciences.

Os pesquisadores utilizaram uma técnica especial de origami chamada Miura-ori: eles fazem um zigue-zague com tiras cortadas de forma precisa. Em seguida, colam duas tiras juntas para fazer um tubo. Enquanto a tira de papel é altamente flexível, o tubo é mais rígido e não se dobra facilmente.

O entrelaçamento dos dois tubos em um zíper faz com que fiquem mais duros e mais difíceis de torcer ou dobrar. A estrutura pode ser dobrada, mas rapidamente e facilmente se expande de volta para a configuração do tubo rígido.

A configuração em zíper funciona mesmo em tubos que tenham diferentes ângulos de dobragem. Através da combinação de tubos com diferentes geometrias, os pesquisadores conseguem fazer diversas estruturas tridimensionais, tais como uma ponte ou uma torre.

Estruturas transformáveis

“A capacidade de alterar a funcionalidade em tempo real é uma vantagem no origami”, explica o professor Glaucio Paulino. “Com essas estruturas transformáveis, você pode torná-las adaptáveis. Elas são reconfiguráveis. Você pode alterar as características do material: é possível torná-las mais rígidas ou mais suaves, dependendo do uso pretendido.”

A equipe utiliza protótipos de papel para demonstrar como uma folha fina e flexível pode ser dobrada em estruturas funcionais. Mas, as suas técnicas podem ser aplicadas a outros materiais finos. Aplicações em maior escala poderão combinar painéis de metal ou plástico com dobradiças.

O entrelaçamento pode ser configurado para construir uma variedade de estruturas que tenham rigidez e funcionalidade, mas que possam dobrar de forma compacta para armazenamento ou transporte. (Crédito: L. Brian Stauffer)

O futuro

Os pesquisadores planejam explorar novas combinações de tubos com diferentes ângulos dobráveis para construirem novas estruturas. Também esperam aplicar suas técnicas a outros materiais e explorar aplicações em grande escala, desde estruturas microscópicas à dispositivos biomédicos ou robótica.

Para Paulino, todas essas ideias são aplicáveis. Desde a nanoescala e microescala até grandes escalas e até mesmo estruturas que a NASA queira implantar no espaço. “Dependendo do interesse, as aplicações são infinitas. Estamos apenas no começo. Podemos explorar aplicações em muitas áreas diferentes.”

Para entender visualmente como funciona, assista ao vídeo abaixo:

Fonte: Illinois EDU