Matt Shlian entwarf Popup-Bücher und Grußkarten. Jetzt arbeitet er mit Wissenschaftlern zusammen, die effizientere Sonnenkollektoren herstellen, komplexe mathematische Probleme lösen und verstehen, wie Proteine in Zellen sich falsch falten und Krankheiten verursachen können.
Die in Ann Arbor, Michigan, ansässige Künstlerin schafft abstrakte Skulpturen aus gefaltetem, geschnittenem und zusammengeklebtem Papier. Er entwirft sie auf einem Computer und sendet die Dateien an einen Flachbettplotter - ein Werkzeug, mit dem das Papier mit einer kleinen Titanklinge geritzt wird. Dann wird jedes Stück von Hand gefaltet, geformt und geklebt.
Die klaren Linien der Werke sind gelassen, aber auch die Bewegung. Es ist, als ob die geometrischen Muster, die in der islamischen Kunst zu sehen sind, lebendig geworden sind und sich über ein glattes Feld replizieren. Sprudelnde, lebendige Kristallfacetten schieben sich nach oben und bitten fast, mit einer sanften Fingerspitze gestreichelt zu werden.
Sein ursprünglicher Wunsch bei der Schaffung der plissierten Arbeiten war es, Form und Licht zu erforschen, aber seine Impulse gingen von den rein künstlerischen aus. Er zeigt Wissenschaftlern seine Kreationen und fragt: Was können Sie damit anfangen?
In den klaren Linien und Polygonen, die Shlian auf Papier formuliert, sehen die Wissenschaftler Strukturen, über die sie nachgedacht haben, und im besten Fall einen Weg zu neuen Einsichten. Bei seinem ersten Vortrag vor Wissenschaftlern an der Universität von Michigan zeigte Shlian eine gefaltete Form, die sich um sich selbst drehen konnte. Der Künstler erinnert sich an den Zellphysiologen Daniel Klionsky, der steht und schreit: "Das ist es! Das ist es!" Die Form entpuppte sich als doppelwandige Struktur in Zellen, die Klionsky als Autophagosom untersuchte, das beim Recyceln von Zellersatzteilen hilft. Die Zusammenarbeit mit Shlian half dem Forscher, die Bewegung des Autophagosoms besser zu veranschaulichen.
Max Shtein, Chemieingenieur an der Universität von Michigan, und seine Gruppe sahen eine Maschenstruktur, die Shlian durch Schneiden von Papier und Aufbringen auf die von ihnen entwickelten Sonnenkollektoren erzeugte. Durch die dehnbare Struktur kann das Panel die Bewegungen der Sonne verfolgen.
Fragen Sie Shlian jedoch nach diesen Entdeckungen, und er wird seine Beiträge herunterspielen. "Obwohl die Stücke sehr systematisch und sehr geplant aussehen, kommt das viel später", sagt er. Auf seiner Website erklärt er, dass seine besten Stücke in der Regel aus einem Fehler entstehen, der "interessanter wird als die ursprüngliche Idee".
Shlian hält eines seiner Stücke. Beeinflusst von Popup-Büchern und anderem Papierhandwerk haben seine Kunstwerke ein kinetisches Element. Sie können so manipuliert werden, dass sie sich falten und entfalten, dehnen und teleskopieren. (Matt Shlian) Shlian hat eine unstillbare Neugier. Seine Arbeiten umfassen Einflüsse aus dem Papierhandwerk, Kirigami (das er als Origami plus Schneiden bezeichnet), islamischer Kunst, Architektur, Biomimetik und Musik. In einer neuen Ausstellung in der National Academy of Sciences in Washington, DC, untersucht er die Idee der Chiralität.
Das Wort chiral kommt vom griechischen Wort für Hand, '' χέρι '', und Hände sind in der Tat die einfachste Art, das Konzept zu erklären. Die linke und rechte Hand sind Spiegelbilder voneinander: Sie können sie leicht von Handfläche zu Handfläche legen und sehen Wie sich jeder Finger mit seinem Partner auf der anderen Hand ausrichtet. Aber egal, wie Sie eine Hand drehen und wenden, entspricht er niemals der exakten Ausrichtung der anderen. Wenn beide Daumen nach rechts zeigen, sehen Sie auf den Rücken einer Hand Hand und die Handfläche des anderen.
"Je mehr ich mit Wissenschaftlern sprach, desto mehr wurde mir klar, dass Chiralität einen großen Teil unseres Aufbaus ausmacht", sagt Shlian. In der Ausstellung "Chirality" bleiben seine Arbeiten statisch, aber ihre Formen rufen Wirbel, Drehungen, Wendungen und Wiederholungen hervor, die sich auf das Phänomen beziehen.
Diese Art von Asymmetrie taucht in der Natur immer wieder auf, aber Chemiker achten besonders auf Chiralität. Moleküle der gleichen chemischen Zusammensetzung existieren oft in zwei Konfigurationen, die spiegelbildlich zueinander sind. Diese gepaarten, links- und rechtshändigen Versionen von Molekülen werden als Enantiomere bezeichnet, und die verschiedenen Formen ändern das Verhalten von Molekülen. So riechen die Öle in Kümmel und Krauseminze deutlich, die verantwortlichen Moleküle unterscheiden sich jedoch nur in ihrer Chiralität.
Aus Gründen, die Wissenschaftler noch untersuchen, bevorzugt die Natur oft ein Enantiomer gegenüber dem anderen. DNA ist in lebenden Organismen fast ausschließlich für Rechtshänder bestimmt, und Linkshänder oder Z-DNA können sich nur unter bestimmten Bedingungen bilden. Knacken Sie die Zellen von allem auf, vom Teichschaum über Schildkröten bis hin zu Menschen, und die DNA-Stränge innerhalb der Willenspirale nach rechts.
Die Bedeutung der Chiralität geriet vor mehr als einem halben Jahrhundert in einen schrecklichen Fokus. In den 1950er Jahren entwickelte ein deutsches Pharmaunternehmen eine Beruhigungspille, die so sicher sei, dass schwangere Frauen sie gegen Morgenübelkeit einnehmen könnten. Sie nannten es Thalidomid. Wenn Chemiker Moleküle synthetisieren, spuckt die Reaktion normalerweise eine Mischung aus links- und rechtshändigen Produkten aus. Im Fall von Thalidomid war die linkshändige Version hilfreich und die rechtshändige Version war toxisch. Wenn das toxische Enantiomer während des ersten Schwangerschaftstrimesters eingenommen wird, drosselt es die Entwicklung neuer Blutgefäße im Fötus. Das Medikament wurde 1961 vom Markt genommen, aber nicht bevor mehr als 10.000 Babys mit verkürzten oder fehlenden Gliedmaßen und anderen Geburtsfehlern geboren wurden.
Viele dieser Kinder sind mittlerweile Erwachsene und haben heute noch mit gesundheitlichen Konsequenzen zu kämpfen. Glücklicherweise führte der Fehler zu massiven Reformen bei der Regulierung von Arzneimitteln.
Chiralität findet sich in vielen Bereichen der Wissenschaft - von der Biochemie bis zur Mathematik. Shlian kam auf das Konzept, als er begann, mit Forschern in Sharon Glotzers Labor zu arbeiten. Glotzer, Chemieingenieurin an der Universität von Michigan, und ihre Kollegen untersuchen Strukturen auf Nanoebene, einschließlich solcher, die sich selbst zusammensetzen können.
"Sie packen all diese vielflächigen polyedrischen Formen - denken Sie an zwanzig Seiten - in eine Schachtel und schütteln sie", sagt Shlian Legos in einen Trockner und ließ es eine Weile laufen, bevor sie anhielten, um zu sehen, ob es irgendjemandem gelang, zusammen zu schnappen und Formen zu bauen.
Ingenieure wie Glotzer können anhand der Informationen, die sie aus diesen Experimenten erhalten, neue Materialien erfinden, mit denen Batterien hergestellt oder sogar von ihnen beschichtete Objekte unsichtbar gemacht werden können. "Ein Großteil dieser Forschung liegt in ferner Zukunft", sagt Glotzer auf ihrer Profilseite der Universität, "aber die grundlegenden Prinzipien der Selbstorganisation, die meine Studenten und ich entdecken, legen den Grundstein für diese Zukunft."
Diese Forschung inspirierte Shlians Stück mit dem Titel "Apophenia". Er erklärt, dass Sie beim Durchschneiden der selbst zusammengestellten Form, die durch Schütteln einer Schachtel mit Polyedern erstellt wurde, möglicherweise einige der Muster im Bildmaterial sehen. "Apophenia", eines von 10 Exemplaren, wird in reinem Weißbuch wiedergegeben, aber es sieht aus wie ein Durcheinander geschnittener Edelsteine oder der reflektierten Facetten, die in einem Kaleidoskop zu sehen sind, wenn alle Farben verblassen.
Ein Betrachter kann Fliesen und Muster sehen, aber es ist eine Illusion. Die Formen haben die Asymmetrie der Chiralität und sie sind Spiegelbilder, die nicht ganz zusammenpassen. "'Apophenia' befasst sich tatsächlich mit dem Sehen von Mustern, bei denen es tatsächlich keine Muster gibt", sagt Shlian.
Das Stück bringt auch Shlians Vision von Chiralität auf den Punkt, eine Perspektive, die sich in die tragische Lehre von Thalidomid einfügt.
"Es ist ein anmaßender Gedanke, dass wir die Natur verstehen und sie beherrschen", sagt er. "Chiralität lässt uns denken: Verstehen wir wirklich, was im Kleinen passiert?"
Der typische Betrachter sieht diese Frage vielleicht nicht, wenn er die Ebenen und Kurven von Shlians Skulpturen betrachtet, aber der Künstler macht sich nicht daran, zu unterrichten. Wie seine Arbeit für die Mitarbeiter seiner Wissenschaftler hofft er, die Neugier zu wecken.
“Chirality” wurde am 15. August eröffnet und ist bis zum 16. Januar 2017 in der National Academy of Sciences in der 2101 Constitution Ave., NW, Washington, DC, zu sehen. Erfahren Sie mehr über Shlians Arbeit in dem Vortrag dieses aufgezeichneten Künstlers und auf seiner Website .
