Què té en comú l'origami japonès --figueretes de paper-- amb els coets espacials? Doncs pel que sembla més del que ens imaginem. Segons els investigadors de Washington, una solució inspirada en aquest plegament de paper permet millorar la resistència a l'impacte de coets espacials que tornen a la Terra de forma controlada per ser reutilitzables. 

Els experts han produït un model en paper d'un metamaterial que fa servir "plecs plegables" per suavitzar les forces de l'impacte i promoure forces que relaxen les tensions a l'estructura d'un coet espacial que torna a la Terra per a un aterratge, com és el cas del Falcon 9 d'Space X.

"Si fessis servir un casc de futbol (americà) fet d'aquest material i alguna cosa donés un cop al casc, mai sentiries aquest cop al teu cap. Quan l'energia arriba a tu, ja no està empenyent. Està estirant", ha afirmat en un comunicat el professor associat d'Aeronàutica de la Universitat de Washington, a Estats Units, Jinkyu Yang, autor de la investigació que es publica a Science Advances

Yang i el seu equip han dissenyat aquest nou material per tenir les propietats que volien "Els metamaterials són com els Legos. Pots fer tot tipus d'estructures repetint un sol tipus de bloc de construcció o cèl·lula unitària com ho diem --detalla-- Depenent de com es dissenyi la seva cèl·lula unitària, pot crear un material amb propietats mecàniques úniques que no tenen precedents a la naturalesa".

I l'origami, què hi pinta?

Els investigadors van recórrer a l'art de l'origami per crear aquesta cèl·lula unitària en particular. "L'origami és excel·lent per a realitzar la unitat cèl·lular", assenyala el coautor Yasuhiro Miyazawa, estudiant de doctorat en Aeronàutica i Astronàutica de la Universitat de Washington. "Al canviar el lloc on introduïm els plecs en materials plans, podem dissenyar materials que exhibeixen diferents graus de rigidesa quan es pleguen i despleguen. Aquí hem creat una cèl·lula unitària que suavitza la força que se sent quan algú l'empeny, i accentua la tensió que segueix a mesura que la cèl·lula torna a la seva forma normal".

Igual que l'origami, aquests prototips de cèl·lules unitàries estan fets de paper. Els investigadors van utilitzar un tallador làser per a tallar línies de punts per a marcar per on doblegar. L'equip va doblegar el paper al llarg de les línies per a formar una estructura cilíndrica i després va enganxar tapes d'acrílic a cada extrem per a connectar les cèl·lules en una cadena llarga.

Els investigadors van alinear 20 cèl·lules i van connectar un extrem a un dispositiu que va impulsar i va desencadenar una reacció a tota la cadena. Fent servir sis càmares GoPro, l'equip va rastrejar l'ona de compressió inicial i la següent ona de tensió quan les cèl·lules de la unitat van tornar a la normalitat.

La cadena composta per les cèl·lules de origami va mostrar el moviment d'ona contraintuitiu: encara que la força d'embranzida compressiva del dispositiu va iniciar tota la reacció, aquesta força mai va arribar a l'altre extrem de la cadena. En el seu lloc, va ser reemplaçada per la força de tensió que va començar quan les cèl·lules de la primera unitat van tornar a la normalitat i es van propagar cada vegada més ràpid a la cadena. Així que les cèl·lules unitàries en l'extrem de la cadena només van sentir la força de tensió tirant d'elles cap endarrere.