Hace más de 3.000 años, el tejido de punto es una forma antigua de fabricación, pero Elisabetta Matsumoto, del Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta, cree que comprender cómo los tipos de puntadas gobiernan la forma y la elasticidad será invaluable para diseñar nuevos materiales "ajustables".Por ejemplo, se podría fabricar material flexible similar al tejido para reemplazar los tejidos biológicos, como los ligamentos desgarrados, con elasticidad y tamaño personalizado para adaptarse a cada individuo.
En la reunión de marzo de la American Physical Society en Boston esta semana, Matsumoto presentará su trabajo sobre las reglas matemáticas que subyacen en el tejido.
"Al elegir una puntada, no solo está eligiendo la geometría sino también las propiedades elásticas, y eso significa que puede construir las propiedades mecánicas adecuadas para cualquier cosa, desde ingeniería aeroespacial hasta materiales de andamiaje de tejidos", dijo Matsumoto.
A Matsumoto le gustaba tejer cuando era niña y cuando más tarde se interesó por las matemáticas y la física, desarrolló una nueva apreciación por su pasatiempo.
"Me di cuenta de que solo hay una gran cantidad de matemática y ciencia de materiales que se aplica a los textiles, pero eso se da por sentado muchísimo", dijo Matsumoto.
"Cada tipo de puntada tiene una elasticidad diferente, y si descubrimos todo lo posible, podríamos crear cosas que sean rígidas en cierto lugar usando cierto tipo de puntada, y usar un tipo diferente de puntada en otro lugar para obtenerfuncionalidad diferente ".
Los miembros del grupo Matsumoto están comenzando a profundizar en las matemáticas complejas que codifican las propiedades mecánicas dentro de la serie de nudos de deslizamiento de un material. Pero aplicar las matemáticas puras de la teoría de nudos al enorme catálogo de patrones de punto es un proceso complicado paraEstudiante graduado de Matsumoto, Shashank Markande.
"Las puntadas tienen algunas limitaciones muy extrañas; por ejemplo, necesito poder hacerlo con dos agujas y un hilo, ¿cómo se traduce eso en matemáticas?", Dijo Matsumoto.
Pero Markande está comenzando a construir el álgebra tejida en patrones más grandes y complejos, y lo introduce en el modelado elástico de tejidos simples de tipo latticel, que Michael Dimitriyev está desarrollando en el post-doc de Matsumoto.
El código de resolución de comportamiento de la tela de Dimitriyev muestra potencial más allá del diseño de materiales, en el ámbito de los gráficos de juegos de computadora.
"La tela y la tela tienden a verse un poco extrañas en los juegos de computadora porque usan modelos simples de elasticidad de cuentas y resortes, por lo que si podemos encontrar una configuración simple de ecuaciones diferenciales, puede ayudar a que las cosas se vean mejor", dijo Matsumoto.
Por el momento, el grupo Matsumoto se está enfocando en patrones de puntadas muy simples y curvas en redes de punto; sin embargo, pronto esperan entender cómo se comportan los tejidos en 3D.
Pero a medida que descifran las matemáticas entre las puntadas, Matsumoto se asegura de que mantengan sus ojos en la forma en que estos patrones se combinan organizando ocasionalmente una sesión de elaboración con el grupo de origami de al lado.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Sociedad Estadounidense de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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