https://frosthead.com

Tyto fascinující papírové sochy prozkoumávají zrcadlené struktury přírody

Matt Shlian navrhoval vyskakovací knihy a pohlednice. Nyní spolupracuje s vědci, kteří vytvářejí účinnější solární panely, řeší složité matematické problémy a chápou, jak se proteiny uvnitř buněk mohou nesprávně skládat a způsobit nemoc.

Ann Arbor, Michiganská umělec, vytváří abstraktní sochy ze skládaného, ​​krájeného a slepeného papíru. Navrhne je na počítači a pošle soubory do plotrového plotrového řezacího nástroje - nástroje, který vyhodnocuje papír pomocí malé titanové čepele. Pak je každý kus složen, tvarován a ručně lepen.

Čisté linie děl mají klid, ale také pohyb. Je to, jako by geometrické vzorce viděné v islámském umění ožily a napodobovaly se na hladkém poli. Bublající, živé křišťálové fazety se tlačí nahoru a téměř žebrají, aby se hladily jemným prstem.

Jeho počáteční touhou při tvorbě skladaného díla bylo prozkoumat formu a světlo, ale jeho impulsy zbloudily z čistě uměleckého. Ukazuje své výtvory vědcům a ptá se: Co s tím můžete udělat?

V čistých liniích a polygonech, které Shlian vyřezává v papíru, vědci vidí struktury, které přemýšleli, a v nejlepším případě cestu k novému nahlédnutí. Při svém prvním rozhovoru s vědci na Michiganské univerzitě Shlian ukázal zmačkanou formu, která se mohla otáčet kolem sebe. Umělec si vzpomíná na buněčného fyziologa Daniel Klionsky, který stojí a křičí: „To je ono! To je ono!“ Tvar se ukázal být stejný jako struktura se zdvojenými stěnami uvnitř buněk, kterou Klionsky studoval, nazývaný autofagozom, což pomáhá recyklovat náhradní buněčné části. Spolupráce se Shlianem pomohla vědci lépe si představit, jak se autofagosom pohybuje.

Max Shtein, chemický inženýr na Michiganské univerzitě, a jeho skupina viděli síťovou strukturu, kterou Shlian vytvořil krájením papíru a aplikoval ji na solární panely, které vyvíjeli. Pružná struktura umožňuje panelu sledovat pohyby slunce.

Zeptejte se Shliana na některý z těchto objevů, a on bude bagatelizovat jeho příspěvky. "Ačkoli ty kousky vypadají velmi systematicky a velmi plánovaně, to přichází mnohem později, " říká. Na svých webových stránkách vysvětluje, že jeho nejlepší kousky obvykle vycházejí z chyby, která „se stává zajímavější než původní myšlenka“.

matthew-shlian.jpg Shlian drží jeden ze svých kusů. Jeho díla, ovlivněná vyskakovacími knihami a jinými papírovými řemesly, mají kinetický prvek. Lze s nimi manipulovat tak, že se skládají a rozkládají, protahují a dalekohledem. (Matt Shlian)

Shlian má neukojitelnou zvědavost. Jeho práce zahrnuje vlivy z papíru, kirigami (které popisuje jako origami plus řezání), islámského umění, architektury, biomimetiky a hudby. Na nové výstavě na Národní akademii věd ve Washingtonu, DC, zkoumá myšlenku chirality.

Slovo chiral pochází z řeckého slova pro ruku, '' χέρι, '' a ruce jsou opravdu nejjednodušší způsob, jak vysvětlit tento koncept. Levá a pravá ruka jsou zrcadlové obrazy navzájem: Můžete je snadno umístit z dlaně na dlaň a vidět jak se každý prst vyrovná se svým partnerem na opačné straně. Ale bez ohledu na to, jak kroužíte a otočíte jednou rukou, nikdy se nebude shodovat s přesnou orientací druhé. Pokud oba palce směřují doprava, díváte se na zadní stranu jedné ruka a dlaň druhé.

"Čím více jsem mluvil s vědci, tím více jsem si uvědomil, že chiralita je velkou součástí toho, jak stavíme, " říká Shlian. Na výstavě „Chirality“ zůstávají jeho díla statická, ale jejich podoby vyvolávají víry, zákruty, zatáčky a opakování, které se vztahují k tomuto jevu.

Tento typ asymetrie se objevuje v přírodě po celou dobu, ale chemici věnují zvláštní pozornost chiralitě. Molekuly stejného chemického složení často existují ve dvou konfiguracích, které jsou vzájemným zrcadlovým obrazem. Tyto párové, levé a pravé verze molekul se nazývají enantiomery a různé formy mění způsob, jakým se molekuly chovají. Například oleje, které se vyskytují v rascích a máta peprné, mají výraznou vůni, ale zodpovědné molekuly se liší pouze svou chiralitou.

Z důvodů, které vědci stále zkoumají, příroda často dává přednost jednomu enantiomeru před druhým. DNA je v živých organismech téměř výlučně pravotočivá a levotočivá nebo Z-DNA se může tvořit pouze za určitých podmínek. Crack otevírá buňky všeho od spodiny rybníka po želvy pro člověka a řetězce DNA uvnitř budou točité schodiště vpravo.

Důležitost chirality se dostala do ostrého a hrozného zaměření před více než půlstoletím. V padesátých letech minulého století vyvinula německá farmaceutická společnost sedativní pilulku, o které tvrdí, že je tak bezpečná, aby ji těhotné ženy mohly vzít na ranní nevolnost. Říkali tomu thalidomid. Když chemici syntetizují molekuly, reakce obvykle vyplivne směs produktů z levé a pravé ruky. V případě thalidomidu byla užitečná levotočivá verze a pravotočivá verze toxická. Pokud byl toxický enantiomer odebrán během prvního trimestru těhotenství, uškrtil vývoj nových krevních cév plodu. Droga byla stažena z trhu v roce 1961, ale ne dříve než se narodilo více než 10 000 dětí se zkrácenými nebo chybějícími končetinami a jinými vrozenými vadami.

Mnoho z těchto dětí je dnes dospělých a stále se potýkají se zdravotními důsledky. Naštěstí tato chyba vedla k masivním reformám ve způsobu regulace léčiv.

Chiralita se vyskytuje v mnoha oborech vědy - od biochemie po matematiku. Shlian se s konceptem setkal, když začal pracovat s vědci v laboratoři Sharona Glotzera. Glotzer, chemická inženýrka na Michiganské univerzitě, a její kolegové se dívají na struktury na nano úrovni, včetně těch, které se mohou samy sestavit.

„Vkládají všechny tyto mnohostěnné mnohostranné tvary - vymýšlejte o 20stranné kostce - a otřásají je, “ říká Shlian. Legos v sušičce a chvíli to nechal běžet, než se zastavil, aby zjistil, zda se některým dokázal dokopat a vytvořit tvary.

Inženýři, jako je Glotzer, mohou pomocí informací, které získají z těchto experimentů, pochopit, jak vymýšlet nové materiály, které by se daly použít k výrobě baterií nebo dokonce aby objekty, na něž jsou pokryty, neviditelné. „Hodně z tohoto výzkumu je ve vzdálené budoucnosti, “ říká Glotzer na stránce svého univerzitního profilu, „ale základní principy sebepojetí, které my a studenti objevujeme, jsou základem této budoucnosti.“

Tento výzkum inspiroval Shlianův kus nazvaný „Apophenia“. Vysvětluje, že pokud jste nakrájeli na sebe sestavený tvar vytvořený protřepáním krabice mnohostěnů, mohli byste vidět některé ze vzorů, které jsou v kresbě. „Apophenia“, jedna z deseti, která se objevuje na výstavě, je vykreslena v čistě bílém papíře, ale vypadá-li jako spousta broušených drahokamů nebo odražených faset viděných uvnitř kaleidoskopu, pokud všechna barva utekla.

Divák může vidět obklady a vzory, ale je to iluze. Tvary mají asymetrii chirality a jsou to zrcadlové obrazy, které se zcela neshodují. "Apophenia" se ve skutečnosti zabývá viditelnými vzory, kde vzory ve skutečnosti neexistují, "říká Shlian.

Kus se také dostane k srdci Shlianovy vize chirality, perspektivy, která se přehýbá v tragické lekci thalidomidu.

"Je to domýšlivá myšlenka, že rozumíme přírodě a máme nad ní vládu, " říká. „Chiralita nás nutí myslet: Opravdu chápeme, co se děje v malém měřítku?“

Typický divák možná nevidí tuto otázku, když hledí na roviny a křivky Shlianových soch, ale umělec se nehodlá učit. Stejně jako jeho práce dělá pro své vědecké spolupracovníky i on doufá, že vyvolá zvědavost.

„Chirality“ byl otevřen 15. srpna a zůstane k vidění do 16. ledna 2017 na Národní akademii věd na ústavě 2101 Constitution Ave., NW, Washington, DC. Další informace o práci Shlian v tomto zaznamenaném projevu umělce a na jeho webových stránkách .

Tyto fascinující papírové sochy prozkoumávají zrcadlené struktury přírody