Несмотря на тысячелетнюю историю вязания, уходящую корнями в древний Египет, где были найдены шерстяные носки III-V веков нашей эры, физические принципы этого ремесла до сих пор оставались загадкой для ученых. Теоретический физик Лорен Ниу, приглашенный исследователь Университета Пенсильвании, решила изучить, как геометрия влияет на механические свойства вязаных материалов.
В сотрудничестве с Рэндаллом Камиеном из Школы искусств и наук Пенсильванского университета и Женевьев Дион из Центра функциональных тканей Университета Дрекселя, Ниу опубликовала революционное исследование в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые разработали математический язык для описания петель и накидов, применив инструменты из исследований гравитации и мыльных пузырей.
Исследовательская группа рассматривает процесс вязания как преобразование одномерной пряжи в двумерный лист, способный самостоятельно складываться в трехмерные формы. Используя теорию упругости и методы общей теории относительности, они создали модель, описывающую поведение вязаных тканей.
Ключевое открытие заключается в том, что геометрия стежков определяет кривизну и форму ткани больше, чем материал пряжи. Вязаное полотно ведет себя как «программируемый материал», где узор из петель и накидов кодирует будущую форму изделия.
Исследование открывает путь к созданию тканей с точно рассчитанными свойствами. Потенциальные применения включают самоскладывающиеся медицинские материалы, мягкую робототехнику и адаптивную одежду, способную изменять форму без внешних воздействий.
Группа Камиена, имеющая опыт в исследовании киригами (искусства создания складных структур путем разрезания бумаги), обнаружила параллели между вязанием и оригами/киригами. Женевьев Дион ввела термин «книтогами», объединяющий концепции вязания и оригами для создания материалов, меняющих форму за счет эластичности и структуры петель.
Следующим этапом исследований станет расширение модели для включения более сложных техник вязания, таких как косы и ажурные узоры. Конечная цель – создание всеобъемлющей математической системы, способной прогнозировать поведение любого вязаного изделия, от традиционных до современных методов вязания.
В сотрудничестве с Рэндаллом Камиеном из Школы искусств и наук Пенсильванского университета и Женевьев Дион из Центра функциональных тканей Университета Дрекселя, Ниу опубликовала революционное исследование в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые разработали математический язык для описания петель и накидов, применив инструменты из исследований гравитации и мыльных пузырей.
Исследовательская группа рассматривает процесс вязания как преобразование одномерной пряжи в двумерный лист, способный самостоятельно складываться в трехмерные формы. Используя теорию упругости и методы общей теории относительности, они создали модель, описывающую поведение вязаных тканей.
Ключевое открытие заключается в том, что геометрия стежков определяет кривизну и форму ткани больше, чем материал пряжи. Вязаное полотно ведет себя как «программируемый материал», где узор из петель и накидов кодирует будущую форму изделия.
Исследование открывает путь к созданию тканей с точно рассчитанными свойствами. Потенциальные применения включают самоскладывающиеся медицинские материалы, мягкую робототехнику и адаптивную одежду, способную изменять форму без внешних воздействий.
Группа Камиена, имеющая опыт в исследовании киригами (искусства создания складных структур путем разрезания бумаги), обнаружила параллели между вязанием и оригами/киригами. Женевьев Дион ввела термин «книтогами», объединяющий концепции вязания и оригами для создания материалов, меняющих форму за счет эластичности и структуры петель.
Следующим этапом исследований станет расширение модели для включения более сложных техник вязания, таких как косы и ажурные узоры. Конечная цель – создание всеобъемлющей математической системы, способной прогнозировать поведение любого вязаного изделия, от традиционных до современных методов вязания.
