Origami là nghệ thuật gấp giấy truyền thống của Nhật Bản được yêu thích trên khắp thế giới. Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang tìm cách ứng dụng nghệ thuật này vào các lĩnh vực như sản xuất và chăm sóc sức khỏe.
Ứng dụng cấu trúc gấp của Origami trong y học
“Có rất nhiều điều có thể làm được chỉ bằng cách gấp và thay đổi cấu trúc. Đó chính là sức hấp dẫn của Origami”, cô Kaori Kuribayashi-Shigetomi đến từ Đại học Hokkaido cho biết.
Khi còn là sinh viên, việc nghiên cứu về các tấm pin mặt trời di động kích thước nhỏ khiến Shigetomi tập trung vào các cấu trúc gấp. Cho rằng chúng có thể được sử dụng trong y học, điều đầu tiên cô làm là phát triển một loại stent* mới.
*Stent là một ống lưới nhỏ thường được dùng để giữ các đoạn mạch hở trong cơ thể, chẳng hạn như mạch máu yếu hoặc hẹp. Stent thường được dùng để điều trị hẹp động mạch vành (động mạch cung cấp máu giàu oxy cho tim), phình động mạch cũng như hẹp đường thở trong phổi.
Shigetomi tự hỏi liệu các kỹ thuật gấp giấy Origami có thể sử dụng ở đây không. Sau khoảng ba tháng thử nghiệm, cô đã tìm ra một phương pháp gấp gọi là “namako-ori”.
Điểm đặc trưng của namako-ori là hình cầu hoặc hình trụ, nhưng có đường kính giảm dần khi gấp lại. Thông qua nhiều lần sửa đổi cấu trúc này, Shigetomi đã phát triển một loại hợp kim ghi nhớ hình dạng có thể giãn nở ở nhiệt độ cơ thể.
“Là thứ sẽ ở bên trong cơ thể, liệu có vật liệu nào tự nhiên hơn không?”, cô tự hỏi.
Một đêm nọ, khi chọc vào các tế bào dưới kính hiển vi, Shigetomi nhận thấy chúng đang giãn nở và co lại. Điều đó đã gợi cho cô một ý tưởng. Cô đã tạo ra một tấm nhựa mỏng giống như cấu trúc xúc xắc và nuôi cấy các tế bào ở trên. Các tế bào được kích thích sẽ co lại, kéo theo tấm nhựa nâng lên – tạo thành một cấu trúc 3D – đó là “tế bào origami” hoàn chỉnh.
Cô cũng phát hiện ra rằng, bằng cách thay đổi hình dạng của tấm nhựa, có thể tạo ra nhiều chất rắn khác nhau, chẳng hạn như một khối đa diện 12 mặt đều và một hình trụ.
Công nghệ này có thể được sử dụng để tái tạo khối u ung thư ở dạng 3D để kiểm nghiệm hiệu quả của thuốc chống ung thư hoặc sử dụng với tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPS)* và các tế bào khác để tạo ra các cơ quan.
*Induced pluripotent stem cell (còn được gọi là tế bào iPS hoặc iPSC): là tế bào gốc được tạo ra trong phòng thí nghiệm, có khả năng phát triển thành bất kì loại tế bào nào.
Shigetomi tin rằng, các kĩ thuật Origami truyền thống có thể dẫn đến điều gì đó hoàn toàn mới nếu chúng ta thay đổi cách nhìn nhận.
Ứng dụng của Origami trong kĩ thuật
Theo giáo sư danh dự Ichiro Hagiwara của Đại học Meiji, một nhân vật hàng đầu trong lĩnh vực “kĩ thuật Origami”, các ứng dụng của Origami đã được tiên phong ở châu Âu và Hoa Kì.
Đầu tiên phải kể đến cấu trúc tổ ong được sử dụng trong các hộp các tông cũng như nhiều thứ khác. Một người Anh đã nghĩ ra cấu trúc này trong thời chiến sau khi nhìn thấy đồ trang trí cho lễ hội Tanabata mùa hè ở Nhật Bản. Ưu điểm của cấu trúc tổ ong là cứng cáp nhưng nhẹ, vì vậy, nó được ứng dụng vào khí cụ bay, máy ảnh, các tòa nhà và nhiều thứ khác.
Sử dụng các đặc tính của nghệ thuật gấp giấy Origami và các chai nhựa có thể nghiền nhỏ, ông Hagiwara đã phát triển và sản xuất các bản mẫu của nhiều mặt hàng khác nhau, chẳng hạn như các bộ phận xe hơi có thể hấp thụ lực tác động một cách trơn tru.
Bên cạnh đó, ông đã phát triển thành công một kiểu giấy để làm ra tã trẻ em dùng một lần có thể chống rò rỉ. Kiểu giấy hiện đang được sử dụng trong các sản phẩm của Unicharm Corp.
Ở thời điểm hiện tại, việc đưa các cấu trúc Origami vào sản phẩm được cho là khá khó khăn. Tuy nhiên, sự ra đời của công nghệ in 3D đã đẩy nhanh tiến trình này.
Hagiwara đang gấp rút phát triển một máy in 3D chuyên dụng cho Origami. Trước tiên, ông đã hoàn thiện kỹ thuật biến bản quét 3D của cấu trúc mong muốn thành một mẫu giấy. Hiện tại, quá trình phát triển đang ở giai đoạn cuối – trên robot gấp.
“Điều quan trọng là có thể sản xuất cùng một cấu trúc với số lượng lớn”, ông nói.
Năm 2023, Hagiwara đã thành lập doanh nghiệp với sản phẩm đầu tiên muốn ra mắt là mũ bảo hiểm có thể gập lại. Mục tiêu của ông là đưa ra một cấu trúc thậm chí còn tốt hơn cả tổ ong để nhảy vào thị trường toàn cầu.
“Origami là một loại hình nghệ thuật văn hóa của Nhật Bản, nhưng nó đã tụt hậu so với phần còn lại của thế giới về mặt ứng dụng. Tuy nhiên, nếu chúng ta kết hợp nó với khả năng sản xuất truyền thống của Nhật Bản, chúng ta có thể tạo ra một ngành công nghiệp có thể cạnh tranh trên quy mô toàn cầu”, Hagiwara nhấn mạnh.
| Mọi thông tin chi tiết xin liên hệ:
|
