a) O tricô é uma estrutura periódica de nós corrediços. b) Têxteis com padrões intrincados são tricotados pela combinação de nós deslizantes em combinações específicas. Crédito:Elisabetta Matsumoto
Datado de mais de 3, 000 anos, o tricô é uma forma milenar de manufatura, mas Elisabetta Matsumoto, do Instituto de Tecnologia da Geórgia, em Atlanta, acredita que entender como os tipos de pontos governam a forma e a elasticidade será inestimável para projetar novos materiais "ajustáveis". Por exemplo, material flexível semelhante a tecido pode ser fabricado para substituir tecidos biológicos, como ligamentos rompidos, com elasticidade e dimensionamento personalizado para cada indivíduo.
No American Physical Society March Meeting em Boston esta semana, Matsumoto apresentará seu trabalho sobre as regras matemáticas que fundamentam o tricô. Ela também participará de uma entrevista coletiva descrevendo o trabalho. As informações para fazer logon para assistir e fazer perguntas remotamente estão incluídas no final deste comunicado à imprensa.
"Ao escolher um ponto, você não está apenas escolhendo a geometria, mas também as propriedades elásticas, e isso significa que você pode construir as propriedades mecânicas certas para qualquer coisa, desde engenharia aeroespacial a materiais de andaimes de tecido, "disse Matsumoto.
Matsumoto gostava de tricotar quando criança e quando mais tarde se interessou por matemática e física, ela desenvolveu uma nova apreciação por seu hobby.
"Percebi que existe apenas uma grande quantidade de matemática e ciências dos materiais que vai para os têxteis, mas isso é dado como certo, "disse Matsumoto.
"Cada tipo de ponto tem uma elasticidade diferente, e se descobrirmos tudo o que for possível, poderemos criar coisas que são rígidas em um determinado lugar usando um certo tipo de ponto, e use um tipo diferente de ponto em outro lugar para obter funcionalidades diferentes. "
Defeitos topológicos no quadrado podem moldar as deformações (a) fora do plano e (b) no plano dos tecidos tricotados. Crédito:Elisabetta Matsumoto
Os membros do grupo Matsumoto estão começando a se aprofundar na matemática complexa que codifica as propriedades mecânicas dentro da série entrelaçada de nós deslizantes de um material. Mas aplicar a matemática pura da teoria do nó ao enorme catálogo de padrões de malha é um processo complicado para o aluno de graduação de Matsumoto, Shashank Markande.
"Os pontos têm algumas restrições muito estranhas; por exemplo, Eu preciso ser capaz de fazer isso com duas agulhas e um pedaço de lã - como você traduz isso para a matemática? ", Disse Matsumoto.
Mas Markande está começando a construir a álgebra de malha em maior, padrões mais complexos, e ele alimenta isso na modelagem elástica de malhas simples em forma de treliça, qual o pós-doutorado de Matsumoto, Michael Dimitriyev está se desenvolvendo.
O código de solução de comportamento de tecido de Dimitriyev está mostrando potencial além do design de material, no reino dos gráficos de jogos de computador.
Cinco tecidos (a) meia, (b) meia reversa, (c) liga, (d) nervuras 1x1 e (e) sementes feitas de malhas e purls. Cada um deles é duplamente periódico - com célula unitária delineada por uma caixa tracejada. Crédito:Elisabetta Matsumoto
"Tecido e tecido tendem a parecer um pouco estranhos em jogos de computador porque eles usam modelos simples de contas e elasticidade de mola, então, se pudermos criar uma configuração simples de equações diferenciais, isso pode ajudar a melhorar a aparência das coisas, "disse Matsumoto.
Para o momento, o grupo Matsumoto está se concentrando em padrões de pontos muito simples e curvas em treliças de malha; Contudo, logo eles esperam entender como as malhas se comportam em 3-D.
Mas enquanto eles provocam a matemática entre os pontos, Matsumoto garante que eles mantenham seus olhos em como esses padrões se combinam, organizando uma sessão de artesanato ocasional com o grupo de origami da porta ao lado.
