https://frosthead.com

Need mesmeriseerivad paberiskulptuurid uurivad looduse peegelkonstruktsioone

Matt Shlian kavandas hüpikraamatuid ja õnnitluskaarte. Nüüd teeb ta koostööd teadlastega, kes loovad tõhusamaid päikesepaneele, lahendavad keerulisi matemaatilisi probleeme ja mõistavad, kuidas rakkude sees olevad valgud saavad valesti voldida ja haigusi põhjustada.

Michiganis asuv kunstnik Ann Arbor loob kokkuvolditud, viilutatud ja kokku liimitud paberist abstraktsed skulptuurid. Ta kujundab need arvutis ja saadab failid tasapinnalisele plotterilõikurile - tööriistale, mis skoorib paberit väikese titaantera abil. Seejärel volditakse, kujundatakse ja liimitakse iga tükk käsitsi.

Seal on rahulik teoste puhtad jooned, aga ka liikumine. See on justkui islami kunstis nähtud geomeetrilised mustrid on ellu tulnud ja korduvad üle sileda välja. Mullivad, elavad kristalli tahud suruvad end üles ja peaaegu, et neid õrna sõrmeotsaga silitatakse.

Tema algne soov plisseeritud teoste loomisel oli uurida vormi ja valgust, kuid tema impulsid väljusid puhtalt kunstilisest. Ta näitab teadlastele oma loomingut ja küsib: Mida sa saaksid sellega teha?

Puhastes joontes ja hulknurkades Shliani skulptuurides näevad teadlased struktuure, mida nad on mõelnud, ning parimal juhul ka uue ülevaate saamise võimalust. Oma esimesel Michigani ülikooli teadlastega peetud vestlusel näitas Shlian kortsus vormi, mis võib pöörduda enda ümber. Kunstnik tuletab meelde rakufüsioloog Daniel Klionsky seisvat ja hüüdvat: "See selleks! See on!" Kuju osutus samaks kui raku sees olev kahekordse seinaga struktuur, mida Klionsky uuris ja mida nimetatakse autofagosoomiks, mis aitab raku varuosi taaskasutada. Koostöö Shlianiga aitas teadlasel autofagosoomi liikumist paremini ette kujutada.

Michigani ülikooli keemiainsener Max Shtein ja tema grupp nägid võrgustruktuuri, mille Shlian lõi paberi viilutamise teel ja rakendas seda päikesepaneelidele, mida nad arendasid. Veniv struktuur võimaldab paneelil jälgida päikese liikumist.

Küsige Shlianilt nende avastuste kohta ja ta vähendab oma panust. "Ehkki tükid näevad välja väga süsteemsed ja väga planeeritud, tuleb see palju hiljem, " ütleb ta. Oma veebisaidil selgitab ta, et tema parimad tükid tekivad tavaliselt vea tõttu, mis "muutub huvitavamaks kui algne idee".

matthew-shlian.jpg Shlian hoiab ühte oma tükist. Hüpikraamatute ja muude paberkäsitööst mõjutatud teostel on kineetiline element. Neid saab manipuleerida nii, et need voldiksid kokku ja lahti, sirutuksid ja teleskoobiga. (Matt Shlian)

Shlianil on rahuldamatu uudishimu. Tema tööd hõlmavad mõjusid paberkäsitööst, kirigamist (mida ta kirjeldab kui origami pluss lõikamist), islami kunstist, arhitektuurist, biomimeetikast ja muusikast. Washingtonis, Washingtonis asuvas Riiklikus Teaduste Akadeemias uuel näitusel uurib ta kiraalsuse ideed.

Sõna kiraalne on pärit kreekakeelsest sõnast "χέρι" ja käed on tõepoolest lihtsaim viis mõiste selgitamiseks. Vasak ja parem käsi on üksteise peegelpildid: Saate need hõlpsasti peopesasse asetada ja näha kuidas iga sõrm joondub vastaspoolel oma partneriga. Kuid ükskõik kui te üht kätt väänate ja keerate, ei vasta see kunagi teise täpsele orientatsioonile. Kui pöidlad mõlemad osutavad paremale, vaatate ühe käe tagumist osa käsi ja peopesa.

"Mida rohkem ma teadlastega rääkisin, seda enam mõistsin, et kiraalsus on suur osa sellest, kuidas me ehitame, " räägib Shlian. Näitusel "Kiraalsus" jäävad tema tööd staatilisteks, kuid nende vormid kutsuvad esile nähtusega seotud keeriseid, keerdumisi, pöördeid ja kordusi.

Seda tüüpi asümmeetria hüppab looduses kogu aeg, kuid keemikud pööravad erilist tähelepanu kiraalsusele. Sama keemilise koostisega molekulid eksisteerivad sageli kahes konfiguratsioonis, mis on üksteise peegelpildid. Neid molekulide paaris-, vasak- ja parempoolseid versioone nimetatakse enantiomeerideks ja erinevad vormid muudavad molekulide käitumisviisi. Näiteks köömne seemnetest ja mündimarjadest leitud õlidel on iseloomulikud lõhnad, kuid vastutavad molekulid erinevad ainult nende kiraalsuse poolest.

Põhjustel, mida teadlased alles uurivad, soosib loodus sageli ühte enantiomeeri teise ees. DNA on elusorganismides peaaegu eranditult paremakäeline ja vasakukäeline ehk Z-DNA saab moodustuda ainult teatud tingimustel. Kruvige rakke inimesele alates tiigijääkidest kuni kilpkonnani ja DNA-ahelad asuvad spiraalselt paremale.

Kiraalsuse tähtsus sai terava ja kohutava tähelepanu keskpunkti enam kui pool sajandit tagasi. 1950ndatel töötas Saksamaa ravimifirma välja rahustite pillid, mis olid nende sõnul nii ohutud, et rasedad võisid seda hommikuse haiguse korral võtta. Nad nimetasid seda talidomiidiks. Kui keemikud sünteesivad molekule, sülitab reaktsioon tavaliselt välja vasaku ja parema käe segu. Talidomiidi puhul oli abiks vasakukäeline versioon ja paremakäeline versioon oli mürgine. Kui seda võetakse raseduse esimesel trimestril, siis kägistas toksiline enantiomeer loote uute veresoonte teket. Ravim tõsteti turult 1961. aastal, kuid mitte enne seda, kui lühemate või puuduvate jäsemete ja muude sünnidefektidega sündis üle 10 000 lapse.

Paljud neist lastest on nüüd täiskasvanud ja võitlevad endiselt tervisega seotud tagajärgedega. Õnneks tõi see viga kaasa ulatuslikud reformid ravimite reguleerimise osas.

Kiraalsust leidub paljudes teaduse harudes - alates biokeemiast kuni matemaatikani. Shlian sattus selle kontseptsiooni juurde, kui ta asus tegema koostööd teadlastega Sharon Glotzeri laboris. Michigani ülikooli keemiainsener Glotzer ja tema kolleegid vaatlevad nanotasandi struktuure, sealhulgas neid, mida saab ise kokku panna.

"Nad panevad kõik need polüediaarsed, mitmetahulised kujundid - mõtlevad 20-küljelistele täringutele - kasti ja raputavad seda, " räägib Shlian. "Kujundid tekitavad igasugu pesa ja loovad vormi." Teine analoogia võiks olla see, kui paned Legosin kuivatis ja jooksin seda enne peatumist mõnda aega, et näha, kas keegi suutis omavahel kokku napsata ja kujundeid kujundada.

Insenerid, nagu Glotzer, saavad nendest katsetest kogutud teabe abil mõista, kuidas leiutada uusi materjale, mida saaks kasutada patareide ehitamiseks või isegi nende objektide muutmiseks nähtamatuks. "Suur osa sellest uurimistööst on kauges tulevikus, " ütleb Glotzer oma ülikooli profiililehel, "aga iseenda kokkupaneku aluspõhimõtted, mida minu ja minu tudengid avastavad, panevad sellele tulevikule aluse."

See uurimus inspireeris Shliani teost pealkirjaga "Apofeenia". Ta selgitab, et kui viilutada läbi ise monteeritud kuju, mis on loodud polühedronide kasti raputades, võite näha mõnda mustrit, mis on kunstiteostes olemas. "Apofeenia", üks kümnest, mis eksponaadil ilmub, on sulatatud puhtas valges paberis, kuid see näeb välja nagu lõigatud vääriskivide tükike või kaleidoskoobi sees peegeldunud küljed, kui kogu värv põgeneks.

Vaataja võib näha plaatimist ja mustrite kujundamist, kuid see on illusioon. Kujudel on kiraalsuse asümmeetria ja need on peegelpildid, mis ei ühti päris täpselt. "" Apofeenia "tegeleb tegelikult mustrite nägemisega, kus mustreid tegelikult pole, " räägib Shlian.

Tükk jõuab südamesse ka Shliani nägemusest kiraalsusest - perspektiivist, mis voldib talidomiidi traagilises õppetükis.

"See on vaieldav mõte, et mõistame loodust ja valitseme selle üle, " ütleb ta. "Kiraalsus paneb mõtlema: kas me tõesti saame väikeses plaanis toimuvast aru?"

Tavaline vaataja ei pruugi seda küsimust näha, kui nad pilgu Shliani skulptuuride tasapindadele ja kõveratele vaatavad, kuid kunstnik ei kavatse õpetada. Nagu ta teeb oma teadlastest kaastöötajate heaks, loodab ta uudishimu esile kutsuda.

“Chirality” avati 15. augustil ja seda saab vaadata kuni 16. jaanuarini 2017 Riiklikus Teaduste Akadeemias aadressil 2101 Constitution Ave., NW, Washington, DC. Shliani loomingu kohta saate rohkem teada selle salvestatud kunstniku vestlusest ja tema veebisaidilt .

Need mesmeriseerivad paberiskulptuurid uurivad looduse peegelkonstruktsioone