Ein Trio von Physikern der Universität Rennes, der Aoyama-Gakuin-Universität und der Universität Lyon hat durch Experimente herausgefunden, dass es die Reibung zwischen Fasern ist, die es Gestricken ermöglicht, eine bestimmte Form anzunehmen. Jérôme Crassous, Samuel Poincloux und Audrey Steinberger haben versucht, die zugrunde liegenden Mechanismen zu verstehen, die den Formen gestrickter Kleidungsstücke zugrunde liegen. Ihre Papier ist veröffentlicht in Briefe zur körperlichen Untersuchung.
Das Forschungsteam stellte fest, dass viele der Faktoren, die bei ineinander verschlungenen Stoffen eine Rolle spielen, zwar untersucht wurden, um deren Eigenschaften besser zu verstehen (z. B. warum Pullover Menschen trotz der Lücken zwischen den Stichen warm halten), über die Form der daraus hergestellten Kleidungsstücke jedoch viel weniger bekannt ist Techniken können dauern.
Um mehr zu erfahren, führten sie Experimente mit einem Nylongarn und einem bekannten Jersey-Strickstich namens Stockinette durch – einer Technik, bei der mit Stricknadeln ineinandergreifende Maschen gebildet werden. Sie strickten ein Stück Stoff mit 70 x 70 Maschen und befestigten es an einer biaxialen Zugmaschine.
Das Team nutzte dann die Zugmaschine, um das Stoffstück auf unterschiedliche Weise zu dehnen, und untersuchte dann genau, wie sich dies auf die Stiche auswirkte. Sie stellten fest, dass das Kleidungsstück keine einzigartige Form hatte. Indem sie den Stoff auf unterschiedliche Weise dehnten, könnten sie dazu führen, dass er in verschiedenen Formen zur Ruhe kommt, die sie metastabile Formen nennen.
Sie stellten fest, dass das Verhältnis von Länge und Breite solcher metastabilen Formen je nach der Stärke der Drehung variierte, was darauf hindeutet, dass der Stoff viele verschiedene metastabile Formen annehmen konnte.
Anschließend erstellten die Forscher Simulationen der Faser, um zu zeigen, was passierte, als sie an der Zugmaschine gedreht und gezogen wurde. Die Simulationen zeigten die gleichen Ergebnisse, ermöglichten es ihnen jedoch, eine Eigenschaft der virtuellen Fasern zu ändern, die am realen Stoff nicht geändert werden konnte – das Ausmaß der Reibung zwischen den Strängen.
Sie fanden heraus, dass die Einstellung der Reibung auf Null die metastabilen Formen auf nur eins reduzierte. So wurde festgestellt, dass Reibung die treibende Kraft hinter den Formen ist, die Gestricke annehmen können.
Weitere Informationen:
Jérôme Crassous et al, Metastabilität eines periodischen Netzwerks von Fäden: Formen eines gestrickten Stoffes, Briefe zur körperlichen Untersuchung (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.248201. An arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2404.07811
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