【本報綜合外電報導】在美國，一名14歲的美籍華裔中學生，用一張張薄紙，為未來災害現場的緊急避難所尋找解方。紐約少年吳邁爾斯（Miles Wu）以日本科學家三浦公亮發明的「三浦摺疊法」（Miura-ori）為基礎，設計出一種紙造結構，能承受自身重量超過9000倍、甚至接近1萬倍的負重，並憑此在美國重要的STEM青少年創新競賽「Thermo Fisher Scientific Junior Innovators Challenge」（JIC）中拿下一等獎，獲2.5萬美元（約新台幣78萬元）獎金。

JIC被視為美國國中階段最具指標性的科學與工程競賽之一，參賽者須先在各地科展脫穎而出，再經多輪評選，由逾2000名學生中選出300位入圍者，最終僅30人能晉級華府決賽現場發表。吳邁爾斯以「三浦摺紙在可展開結構上的強度重量比」為題的研究，從眾多方案中，獲評審青睞。

對吳邁爾斯而言，摺紙不是一時興起的比賽題目，而是一路陪伴成長的興趣。他自7、8歲起，便迷上摺紙，特別喜歡動物與昆蟲造型，疫情期間長時間待在家，更讓他有機會密集練習、挑戰自創作品。其作品曾在美國國家自然歷史博物館展出，他也曾設計摺紙鴿子義賣，賣出200隻，並將所得2000美元（約新台幣6.24萬元）捐給保育野鳥的基金會。

三浦摺疊 打開紙結構新想像

三浦摺疊是一種由重複平行四邊形構成的折疊結構，只要拉動對角兩端便可快速展開或收合，兼具節省空間、應力平均分布與可重複操作等優點，早已被應用於人造衛星太陽能板、折疊地圖與建築構件。

今年初，加州野火與強烈颶風相繼造成重大災情與大量居民避難的畫面，在新聞反覆出現，衝擊吳邁爾斯。他開始思考：現行救災帳篷與臨時避難結構，往往在「堅固、安全」、「可壓縮、易運輸」與「快速搭建」三者間難以兼顧，是否有可能透過三浦摺紙的幾何特性，找到新的平衡點。

他在家中「搭起實驗室」。研究中，他選用影印紙與不同厚度的卡紙等3種紙材，設計54種三浦摺紙組合，系統性地調整平行四邊形高度、寬度與夾角，並為每種結構進行至少兩次負重測試，總計實驗達108回合。

測試過程，他起初用家中書本疊放在結構上，逐步增重，直到紙結構開始變形或坍塌；後來書本不夠重，還請父母購買啞鈴，用以推高測試上限。結果顯示，以影印紙摺成、板件角度較小（約45度）的設計，展現最佳「強度重量比」，整體能承受自重9069倍以上壓力。他說，約相當「1輛紐約計程車，再疊上4000多頭大象」所象徵的壓力。

輕薄紙負重 關鍵在折線分配

吳邁爾斯的研究指出，在合適的幾何設計下，輕薄紙材也能呈現遠超自重的抗壓力，關鍵在折線如何分配力道與變形空間。

吳邁爾斯指出，目前許多可展開結構或緊急帳篷「不是夠穩，就很難壓縮；能摺到很小的，又未必堅固，更不一定易搭建」，而三浦摺疊有機會讓這3個條件兼具。他期望未來能以這次研究為基礎，發展可實際投入災區使用的三浦摺紙避難所原型，提供更安全、可大量運輸且快速部署的空間。

吳邁爾斯表示，部分獎金將投入後續研究，希望進一步將紙造結構擴展到其他材料與尺度，並思考如何與現有救災系統結合。