【上图】用折纸制作的玻璃起重机、花瓶和花朵。信贷:徐等。，自然通讯4.0 (CC)
从桥梁来吉他来指甲艺术在美国，玻璃被用来制造一些非常独特的东西。然而，与金属和聚合物相比，将玻璃塑造成复杂的几何形状仍有一定的局限性。
“传统的玻璃成型是在高温或化学腐蚀等恶劣条件下进行的。溶胶-凝胶化学允许在较温和的条件下定义玻璃形状，但几何复杂性受到所涉及的成型技术的内在限制，”研究人员在最近的一份报告中解释说开放获取的纸．
在过去的几年里，使用硅聚合物复合材料作为玻璃制造的前驱体的研究为创造更复杂的几何形状的玻璃提供了机会。这些复合材料可以通过减法或增材制造工艺在低温下成型，然后热处理去除聚合物，留下复杂形状的玻璃。
而前驱体复合材料的3D打印已经导致一些成功，这种方法仍然有局限性，包括分辨率和表面粗糙度(在立体平版印刷的情况下)，以及折中的打印尺寸和生产率(在双光子聚合的情况下)。
折纸是另一种造型技术，近年来在许多工程领域经历了新的生活，包括柔软的机器人，可穿戴电子产品，航空航天结构,医疗设备．
折纸涉及到将平面表格转换成三维几何图形。虽然一开始这对脆性玻璃来说似乎是一个矛盾的选择，“由于前体复合材料的精细分子设计，有可能引入机制，使其变形，从而允许透明玻璃的折纸形状，”这篇开放获取的论文的研究人员写道。
研究人员来自中国浙江大学，他们在最近的研究中研究了通过折纸技术塑造玻璃的可能性。
他们首先注意到，要使这种复合材料像纸一样可折叠，它必须具有可塑性，或者在受到应力时能够永久改变形状的能力。物理和化学机制都可以诱导可塑性，研究人员设计了他们的复合材料来展示这两种机制。
“物理可塑性更方便，因为它不需要在折叠过程中加热。相比之下，当需要高形状保持时，化学塑性更受青睐。”他们写道。
他们通过固化二氧化硅纳米颗粒填充的液体前驱体来制备复合薄片。然后，在将纸切割成想要的形状后，他们使用类似于实际纸折纸的手工技术将其折叠起来。他们写道:“进一步的热解和烧结去除聚合物粘合剂，将3D物体转化为玻璃。”
研究人员通过折纸技术成功地创造了几个令人印象深刻的复杂形状，包括鹤、花瓶和花。特别是，鹤依赖于物理可塑性，而花瓶和花卉依赖于化学可塑性。
“这些折纸眼镜是具有挑战性的3D打印，因为它需要广泛的支撑结构，拆卸起来很麻烦。表面的平滑度也很难用常规的3D打印来实现。”
研究人员指出，虽然他们在这项研究中手工折叠复合材料薄片，但这一过程可以自动化，因此适合大规模生产。“更重要的是，我们的工艺不使用模具，因此几何复杂性不受传统造型技术的限制，”他们写道。
这篇开放获取的论文发表在自然通讯,是“玻璃透明的折纸”(DOI: 10.1038 / s41467 - 021 - 24559 - x)。