会折叠的航天太阳能板，家里也可以做啊 | 科学DIY

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今天我们来介绍一种神奇的折纸。

这种折纸不但好玩、容易操作，而且还在科学研究方面起到了大用处哩。

关键概念

三浦折叠、折纸

材料和工具

一张纸（比如A4纸）

2种不同颜色的笔，方便做记号用（可选）

尺子

操作步骤

1. 沿着纸的短边均匀分成5等分，然后像图中这样一上一下地折好。

还是不懂的看下面演示：

2. 长边均匀分成7等分，然后像图中这样，把3分的那段往4份的那段折。

注意：折的时候不能让两段纸重叠，而要形成一个小角度，这样才能制造出平行四边形而不是矩形。

3. 像图中这样一直折，最后会形成下图的形状，此时第一步完成了：

还是不懂的看下面演示：

4. 把纸打开，沿着“山峰”和“低谷”再折一次，最后形成下面的样子：

▲ 蓝色是低谷——位于相邻两面纸的下方；红色是山峰——位于相邻两面纸的上方。

还是不懂的看下面演示：

5. 把你的大作折叠好，现在它可以沿着对角轻松打开、折叠啦！

实验原理

这种折纸就叫做三浦折叠，它是由日本东京大学的天文学教授三浦公亮在1985年发明的折叠技术。

许多人造卫星、飞行器（如1996年日本的太空飞行器单元）、手术支架，甚至家具和服装设计中就使用了三浦折叠。

▲ 日本的太空飞行器单元的太阳能阵列采用了三浦折叠

图片来源：NASA

三浦折叠究竟有什么好处呢？

折叠后，材料就变得小巧紧凑，适合在航天器和手术中运输。另外，三浦折叠还可以避免材料在折叠和展开的过程中过快磨损。

如果我们仔细地看这个折纸上的纹路，你就会发现它是由一个个平行四边形构成的。而且在垂直方向上，相邻的2个平行四边形恰好是各自的镜像。

另外，你会发现除了纸张的4个角是直角以外，三浦折叠里并没有直角。三浦这样设计是故意的。他证明，没有直角的折纹可以让折叠后的材料更耐用。

最后，三浦折叠其实属于一种“刚性折纸”，也就是说在折叠的过程中，每个小平行四边形都没有变形扭曲，而保存了平面的几何形状。因此，三浦折叠非常适合那些刚性的材料，比如太阳能板。

▲ 服装设计中的三浦折叠

三浦折叠在日常生活中也很有用哦，比如我们出门旅行时，如果直接按照直角折叠地图，用不了几次折叠的地方就会磨损。如果用三浦折叠，就可以大大增加地图的耐用程度。

其实，在自然界也有植物在运用三浦折叠的原理哦。看看山毛榉和山楂树叶子萌发的过程吧，它们也是由一个小小的折叠的嫩芽展开变成的哦。

▲ 山毛榉的新叶

亲爱的小伙伴们，

你有没有尝试“三浦折叠”？

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参考资料：

https://www.nber.org/papers/w17541.pdf

https://tinyletter.com/LawsOfTheUniverse/letters/laws-of-the-universe-miura-fold

https://en.wikipedia.org/wiki/Miura_fold

图片来源：TinyLetter, University of Cambridge, Tumblr, Wikipedia, iaacblog