折纸是每个小朋友都喜爱的游戏 ， 儿时的纸飞机是很多人的童年回忆 。 其实在自然界 ， 很多动植物也擅长折叠项目 ， 有些昆虫更是将翅膀折叠玩出了“新高度” ， 就连太空中人造卫星的光伏电池板设计都要借鉴它们的“思路” 。
昆虫对翅膀的折叠非常普遍 。 比如常见的瓢虫 ， 作为一种典型的鞘翅目甲虫 ， 它们的翅膀大多数分为前翅和后翅 ， 前翅为鞘翅 ， 不能用来飞行 ， 但比较坚硬 ， 通常覆盖身体的一部分并保护后翅 ， 后翅可以折叠收放在前翅下面 。 如果加以细分的话 ， 昆虫们的折叠收翅方式是分不同门派的 ， 比如纵向折叠的马蜂、扇形折叠的蚂蚱、横向折叠的隐翅虫 ， 等等 。 当中堪称“折叠大师”的 ， 便是俗称“耳夹子虫”的蠼螋了 。 蠼螋前翅为很小的革翅 ， 后翅完全展开时则非常大 ， 折叠后可全部收放到前翅“小马甲”下 ， 这需要极大的折叠率 。 蠼螋的翅膀是所有昆虫中折叠起来最紧凑的 ， 只有展开状态的1/15左右 ， 为相当复杂的组合式折叠 。
高度紧凑的后翅使蠼螋得以在不飞翔时将其紧紧地包覆于前翅之下 ， 从而放心地在土壤中活动而不会损坏它们 ， 同时也能灵活地随意反翘腹部 ， 挥舞它的大钳子武器 。 当它需要飞行时 ， 机翼会以单一关节运动展开 ， 并且在飞行时不需要任何肌肉活动来稳定它 ， 收回时也同样不必借助任何肌肉力量的驱动 。 如此节能高效的方式对科研人员颇具吸引力 。 像这样能够瞬间收起或展开的超级结构 ， 背后有着怎样的奥秘？又该如何将类似的结构应用于现代设计当中呢？
【将翅膀折叠玩出“新高度”】日本九州大学艺术工学研究院的齐藤一哉讲师与英国牛津大学自然博物馆的研究人员合作 ， 发现蠼螋翅膀的复杂折叠模式可以通过非常简单的几何学规则绘制 。 他们的研究表明 ， 蠼螋所采用的组合式折叠收翅方式 ， 其折叠顺序是扇形折叠、横向折叠、纵向折叠 。 此外 ， 蠼螋还演化出了巧妙的结构 ， 使得膜翼在折叠状态和伸展状态下均可保持锁定状态 ， 而且膜翼具有足够的抗弯刚度 ， 便于扑翼飞行 。
如何更高效地利用有限的空间 ， 在航天领域尤为重要 。 航天科学家以蠼螋后翅的组合式折叠模式为灵感 ， 巧妙地设计出大型太阳能电池板 。 这些电池板的折叠方式就像蠼螋的后翅一样 ， 中间是圆形的固定区 ， 折叠区围绕中间的圆圈旋转打开 。 作为人造卫星等航天器主要的供电设备 ， 太阳能电池板在发射阶段折叠 ， 方便收拢在运载工具内 ， 待航天器到达轨道后 ， 不需要制动器就能自动展开到最大尺寸 ， 也不需要稳定器 ， 电池板就能自我锁定以保持采光面积的最大化 ， 达到最佳工作状态 。 电池板折叠时的面积仅为完全展开后的1/25 ， 从而大大减小了对空间的要求 。
图为蠼螋 。