Uma forma mecanicamente impulsionada de Kirigami como uma rota para mesoestruturas 3D em micro/nanomembranas

A montagem de micro/nanostruturas 3D em materiais funcionais avançados tem implicações importantes em amplas áreas da tecnologia. As abordagens existentes são compatíveis, no entanto, apenas com classes restritas de materiais e/ou geometrias 3D. Este artigo introduz ideias para uma forma de Kirigami que permite a montagem precisa e mecanicamente impulsionada de mesoestruturas 3D de materiais diversos a partir de micro/nanomembranas 2D com geometrias e padrões de cortes estrategicamente projetados. Estudos teóricos e experimentais demonstram a aplicabilidade dos métodos em escalas de comprimento que variam do macro ao nano, em materiais que vão desde silício monocristalino até plásticos, com níveis de complexidade topográfica que excedem significativamente aqueles que podem ser alcançados utilizando outras abordagens. Um amplo conjunto de exemplos inclui mesoestruturas de silício 3D e sistemas híbridos de nanomembrana-nanoribão, incluindo combinações heterogêneas com polímeros e metales, com dimensões críticas que variam de 100 nm a 30 mm. Uma janela de transmissão óptica 3D mecanicamente ajustável fornece um exemplo de aplicação deste processo de Kirigami, possibilitado por um projeto orientado teoricamente.