折纸“绽放”设计可折叠成花朵形状。图片来源：BYU Photo

工程师开发出一种像花瓣一样展开的折纸结构，未来有望用于太空领域，比如设计更高效的望远镜或太阳能电池板。8月20日，相关研究成果发表于英国《皇家学会学报》。

工程师之所以采用折纸结构，是因为它们既能实现紧凑储存，又可展开成为更大的形态。然而，现有折纸图案并非总能轻易收纳，而且展开过程复杂，哪怕一个步骤的失误都可能导致整个结构无法正常展开。

现在，美国杨百翰大学的Larry Howell和同事发现了一种新的折纸形状，并称之为“绽放图案”。这些图案能够通过一组平滑的运动展开，最终形成一个碗状结构，外观好似一朵花。Howell说：“我们能够做出以前从未做过的新东西，与此同时，我们正在创造这些美丽的形状。”

尽管折纸爱好者和研究人员此前已经知道一些花朵图案，但Howell和同事意识到，它们属于一个更大的形状类别，并具有共同特征：一个多边形中心被相同的对称褶皱所包围，通过一个平滑的运动，可以从一个扁平的薄圆盘展开为一个更大的曲面三维形状。

在对绽放图案的不同变体进行分类并对工作原理作出数学解释后，研究人员使用塑料或丙烯酸板等不同厚度的材料，构建了功能性实物版本，并证明各类形状均能可靠地展开。

美国弗吉尼亚理工大学的Michael Bartlett表示，对空间结构来说，能够一次性展开是一大优势，因为这减少了错误折叠破坏整个过程的可能性。如果链条中存在一个薄弱环节，整个事情就会失败。“当看到这些绽放图案展开时，你就会明白它轻轻松松就能实现最大化部署。”

目前，太空望远镜多使用平面镜进行观测，但Howell说，绽放图案的曲面形状可用于部署碟形天线，就像一些地基望远镜一样，这样可以提升图像的精确度。

瑞士洛桑联邦理工学院Jamie Paik说，拥有一个揭示绽放图案如何展开的数学模型，可以帮助研究人员更快设计出有效的折纸结构。

（金予飞）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1098/rspa.2025.0299