Ein 14-jähriger Schüler aus New York hat mit einem Origami-Projekt den ersten Preis bei einem nationalen Wissenschaftswettbewerb für Mittelstufenschüler gewonnen. Miles Wu untersuchte die Stabilität verschiedener Faltmuster des sogenannten Miura-ori, einer bekannten Falttechnik aus der Ingenieurwissenschaft. Seine Arbeit könnte Anwendungen im Bereich der Notunterkünfte finden.
Systematische Untersuchung der Falttechnik
Miles Wu faltete 54 Varianten des Miura-ori-Musters, das ursprünglich von dem japanischen Astrophysiker Koryo Miura entwickelt wurde. Dieses Muster ermöglicht es, große Flächen in kompakte Blöcke zu falten und sie mit einem Zug an zwei Ecken wieder zu entfalten. Die Technik wird bereits in der Raumfahrt, bei Satellitenpanels und in der Medizintechnik eingesetzt.
Der Schüler testete jede Variante, indem er Hanteln auf die gefalteten Strukturen stapelte, bis sie zusammenbrachen. Dabei variierte er systematisch Parameter wie die Größe der Paneele, den Faltwinkel und die Anzahl der Reihen. Die stabilste Konfiguration hielt mehr als das 9.000-fache ihres Eigengewichts aus. Zum Vergleich: Eine Struktur mit diesem Verhältnis, die so viel wiegt wie ein Sack Mehl, könnte ein Auto tragen.
Anwendungspotenzial für Katastrophenschutz
Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass Faltungen mit kleineren Paneelen und steileren Faltwinkeln nicht nur stärker, sondern auch widerstandsfähiger sind. Diese Eigenschaften machen die Technik besonders geeignet für den Einsatz als platzsparende Notunterkünfte in Katastrophengebieten. Solche Unterkünfte könnten flach transportiert und schnell aufgebaut werden, wobei ihre Stabilität aus der Faltgeometrie und nicht aus schweren Rahmen resultiert.
Die Arbeit von Miles Wu steht im Einklang mit aktuellen Forschungsbemühungen im Bereich des Origami-Engineerings, das in der strukturellen Gestaltung zunehmend an Bedeutung gewinnt. Anwendungen reichen von faltbaren Brücken bis hin zu Solarpanels der NASA.
Der Schüler gewann mit seinem Projekt den Thermo Fisher Scientific Junior Innovators Challenge, einen nationalen Wissenschaftswettbewerb für Mittelstufenschüler, und erhielt ein Preisgeld von 25.000 US-Dollar. Seine Methode – die systematische Variation eines bekannten Musters, die Zerstörung jeder Variante unter identischen Bedingungen und die Extraktion einer verallgemeinerbaren Regel – ist ein Beispiel für wissenschaftliches Arbeiten im Bereich der Materialwissenschaften.
- Quelle: https://spacedaily.com/b-a-14-year-old-in-new-york-folded-54-variations-of-the-same-origami-crease-pattern-and-stacked-dumbbells-on-them-to-see-which-collapsed-the-winning-fold-held-more-than-9000-times-its-own-wei/