L'art du kirigami consiste à découper du papier en motifs complexes, comme des flocons de neige. Les physiciens de Cornell sont des artistes du kirigami, trop, mais leur papier n'a qu'un atome d'épaisseur, et pourrait devenir l'une des plus petites machines que le monde ait jamais connues.

Une collaboration de recherche dirigée par Paul McEuen, le professeur John A. Newman de sciences physiques et directeur du Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science (KIC), ramène le kirigami à l'échelle nanométrique. Leur modèle est le graphène, des feuilles simples d'épaisseur atomique de carbone lié de manière hexagonale, célèbre pour être ultra mince, ultra fort et un parfait conducteur d'électrons. Dans la revue La nature 29 juillet ils démontrent l'application de kirigami sur des feuilles de graphène de 10 microns (un cheveu humain fait environ 70 microns d'épaisseur), qu'ils peuvent couper, plier, tordre et plier, tout comme le papier.

Le graphène et d'autres matériaux minces sont extrêmement collants à cette échelle, les chercheurs ont donc utilisé une vieille astuce pour le rendre plus facile à manipuler :ils l'ont mis en suspension dans de l'eau et ont ajouté des tensioactifs pour le rendre glissant, comme de l'eau savonneuse. Ils ont également fabriqué des « poignées » en languettes dorées pour pouvoir saisir les extrémités des formes de graphène. Co-auteur Arthur Barnard, également un étudiant diplômé en physique de Cornell, compris comment manipuler le graphène de cette façon.

Le premier auteur de l'étude, Mélina Blees, un ancien étudiant diplômé en physique et maintenant chercheur postdoctoral à l'Université de Chicago, a déclaré avoir reçu un "accueil enthousiaste" du Département des arts, où les chercheurs ont passé du temps dans la bibliothèque à étudier des conceptions de papier et de tissu et à imaginer des moyens de les traduire en graphène.

Ils ont emprunté un cutter laser au Collège d'Architecture, Boutique d'art et d'aménagement, créer des modèles en papier de leurs conceptions, avant de se rendre à l'installation scientifique et technologique Cornell NanoScale pour les fabriquer à partir de graphène.

"C'était vraiment une vraie exploration, découper des choses dans du papier et jouer avec, en essayant d'imaginer comment un « mobile kirigami suspendu pour enfants » pourrait devenir un ressort à l'échelle nanométrique pour mesurer des forces ou interagir avec des cellules, " dit Blees.