中国科学院 剪纸/折纸技术中的折叠、弯曲和扭曲示意图
石墨烯基里加米
石墨烯折纸
所报告的3D微型/纳米级剪纸/折纸技术中使用的刺激的规模和类型
信用:陈珊珊、陈键锋、张向东、智李源、李家芳 三维微/纳米制造是构建各种微/纳米材料、结构、器件和系统的关键，这些材料、结构、器件和系统具有二维平面中没有的独特性能
最近，科学家们探索了一些非常不同的三维制作策略，如剪纸和折纸，它们利用切割和折叠二维材料/结构的科学来创建多功能的三维形状
这种新的方法能够通过折叠、弯曲和扭曲实现连续和直接的2-D到3-D转换，与传统的3-D制作相比，所占空间可以“非线性地”变化几个数量级
更重要的是，这些新概念的剪纸/折纸技术在创造前所未有的三维微/纳米几何图形方面提供了额外的自由度，超出了传统减法和加法制作的想象设计
在《光:科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中，来自北京理工大学和华南理工大学的中国科学家对微型/纳米尺度的剪纸艺术/折纸艺术的一些最新进展进行了综合评述
为了展现这种先进的三维微/纳米制造的新模式，他们介绍和讨论了各种刺激，包括毛细力、残余应力、机械应力、响应力和聚焦离子束辐照诱导应力，以及它们在微/纳米区域的工作原理
该团队在2018年创造的一个突出例子是基于聚焦离子束的纳米基里加米，它被特别强调为一种即时和直接的二维到三维转换技术
在这种方法中，聚焦离子束被用来像“刀/剪”一样切割二维纳米图案，并逐渐将纳米图案“拉”成像“手”一样的复杂三维形状
通过利用纳米图案内的形貌引导应力，精确地实现了多功能的三维形状转换，例如纳米结构的向上弯曲、向下弯曲、复杂旋转和扭曲
正如这篇综述中所讨论的，由kirigami/origami创造的前所未有的微/纳米几何形状为二维材料的整形以及生物、光学和可重构应用带来了广泛的潜力
此外，还简要介绍了新兴二维材料(如石墨烯、二硫化钼、二硫化钼、二硫化钨和二硫化钨)的三维转变，并揭示了相关的新的电学和力学性质
他们说:“先进的剪纸/折纸为现有材料的机械、电气、磁性和光学特性的调制提供了一种容易获得的方法，具有显著的灵活性、多样性、功能性、通用性和可重构性。”
“这些关键特征清楚地将简易的剪纸/折纸与其他复杂的三维纳米制作技术区分开来，并使这种新的范式技术在解决微/纳米器件实际应用中的许多难题方面独一无二且前景广阔
" 此外，他们还讨论了目前在基于kirigami/origami的三维微/纳米制造中面临的挑战，例如刺激和重构的有限策略，以及片上和大规模集成的困难
“当这些挑战得到应对，优势得到充分利用时，”他们设想道，“微型/纳米级的剪纸艺术/折纸艺术将极大地革新三维微型/纳米制造的方式
在光学、物理学、生物学、化学和工程学的广泛领域中，可以实现前所未有的物理特性和广泛的功能应用
这些具有突破性原型的新概念技术可以为新型激光雷达/激光雷达系统、高分辨率空间光调制器、集成光学重构、超灵敏生物医学传感器、片上生物医学诊断和新兴纳米光电机械系统提供有用的解决方案
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