过去几十年，电子技术发展令人目眩神迷，从个人电脑、翻盖手机到可穿戴设备、智能手机和平板电脑，创新层出不穷；如今，技术突破似乎有放缓的迹象。例如，新款 iPhone 与上一代相比，确实没有太大不同。笔记本电脑看起来——用起来也——几乎都一个样。
工程师需要新的创新灵感。说来或许令人难以置信，其中一个灵感来源竟是古老的艺术。我的研究例如，灵感就来自切纸艺术，它是折纸艺术中较少为人所知的一种近亲。你小时候或许也做过切纸：把纸折叠、剪裁，做成雪花。受这些艺术启发的材料可用于改进智能服装、制造可弯折智能手机，并减轻假肢的重量。
剪纸
kirigami 是英语中对剪纸艺术的称呼。考古学家认为，切纸艺术可追溯至17世纪以前的日本。在亚洲国家，它至今仍是一种广受欢迎的民间艺术，人们制作切纸作品来庆祝农历新年、新生儿降生、婚礼及其他重要时刻。
切纸通常从一张折叠的纸开始，经过剪裁、展开和压平，最终成为艺术作品。精巧的图案依循数学和设计原理，既能创作出精美作品，也能改变被剪材料的力学性能。例如，特定图案可以让纸张更坚固或更有延展性。
工程学构想
正如切纸艺术创作者会剪裁和折叠纸张，工程师也可以剪裁和折叠材料，再将其用于电子设备。
近期在节能电子技术方面的创新，催生了便携式电子设备、高性能电子墨水纸、人造电子皮肤和智能织物。但这些产品中有许多至少部分依赖传统的印刷电路板，其通常由硅和金属制成。它们坚硬而易碎，不适合人体。人们需要能够适应弯曲和曲面的衣物、纸张及其他物品。
科研界以及科技和服装企业都迫切希望电子设备尽可能柔软、可弯曲。关键在于确保这些设备的柔韧性不会影响其导电能力。
转向电子产品
最近，我的研究团队在布法罗大学制造了一种受切纸艺术启发的新型可拉伸电子设备。该设备由自组装聚合物和纳米线制成，宽1厘米。单靠材料本身，它只能略微拉伸至1.06厘米。但用激光按照受切纸艺术启发的图案进行切割后，同一设备可拉伸至20厘米，比未拉伸时长出2,000%。材料本身的弹性有所助益，但切口的图案和方向才是决定设备如何变形的主要因素。
此外，切割使设备的导电性提高了3,000倍，这意味着电子设备可以运行得更快，或缩短充电时间。
还有许多其他 电子 研究人员也从切纸艺术中汲取灵感。随着我们的团队和其他团队不断改进这类材料，它们最终可用于电子皮肤——类似临时纹身——以改善假肢和机器人的触感。医院也可以使用电子皮肤贴片无线监测患者的生命体征，替代那些恼人的导线；导线可能缠绕在一起，或让卧床休息的人无法安睡。
可拉伸电子产品也是三星推出可弯折智能手机计划的关键。它们也可能成为智能服装产业的核心。分析人士预测，到2024年，该产业规模可达40亿美元。得益于数百年前的艺术创新，服装和绷带或许有朝一日能帮助运动员提升表现、监测慢性病患者的健康状况，并为士兵和应急人员提供有关自身及其照护对象的重要信息。
