Трио физиков из Университета Ренна, Университета Аояма Гакуин и Лионского университета обнаружили с помощью экспериментов, что именно трение между волокнами позволяет трикотажным полотнам принимать заданную форму. Жером Крассу, Сэмюэль Пуанклу и Одри Стейнбергер попытались понять базовую механику, задействованную в формах трикотажных изделий. Их статья опубликована в Physical Review Letters .
Исследовательская группа отметила, что, хотя многие факторы, влияющие на переплетение тканей, были изучены для лучшего понимания их характеристик (например, почему свитера сохраняют тепло, несмотря на зазоры между стежками), гораздо меньше известно о форме, которую может принимать одежда, изготовленная с использованием таких технологий. Чтобы узнать больше, они провели эксперименты с использованием нейлоновой пряжи и хорошо известного джерсового трикотажного узора, называемого чулочной вязкой — техники, которая включает в себя формирование переплетенных петель с помощью вязальных спиц. Они связали кусок ткани с использованием 70×70 стежков и прикрепили его к двухосной растяжимой машине.
Затем команда использовала растяжную машину, чтобы растянуть кусок ткани разными способами, а затем внимательно изучила, как это повлияло на стежки. Они обнаружили, что кусок одежды не имел уникальной формы. Растягивая ткань разными способами, они могли заставить ее остановиться в разных формах, которые они называют метастабильными формами.
Они отметили, что соотношение длины и ширины таких метастабильных форм менялось в зависимости от того, насколько сильно применялось скручивание, что говорит о том, что ткань способна принимать множество различных метастабильных форм. Затем исследователи создали симуляции волокна, чтобы показать, что происходит, когда его скручивают и тянут на растяжной машине. Моделирование показало те же результаты, но оно позволило им изменить одну характеристику виртуальных волокон , которую нельзя было изменить на реальной ткани — величину трения между нитями.
Они обнаружили, что установка трения на ноль сократила метастабильные формы до одной. Таким образом, было обнаружено, что трение является движущей силой форм, которые могут принимать трикотажные ткани.
Дополнительная информация: Jérôme Crassous et al, Metastability of a Periodic Network of Threads: Shapes of a Knitted Fabric, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.248201 . На arXiv : DOI: 10.48550/arxiv.2404.07811
Информация о журнале: Physical Review Letters , arXiv
© 2024 Наука X Сеть
(a) Фотография трикотажного изделия джерси. (b) Экспериментальная установка. (c) Геометрия и численная модель. Кредит: arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2404.07811