
皱纹 - 在我们的衣服或皮肤上 - 生活中无处不在,但科学中令人困惑。一项对皱纹物理学的新研究有助于解决一些不确定性。
特别是,科学家们想知道,当表面与平坦的表面相遇时,表面如何适应。为了测试这一点,一组物理学家在水的平坦表面上放置了薄薄的普通塑料(聚苯乙烯)薄膜,并观察皱纹最终如何平滑。
“我们意识到皱纹的结局 - 您有一系列皱纹,他们在某个时候停止了 - 问题是,皱纹如何在边缘褪色,例如窗帘的顶部或床单的边缘?
平滑皱纹
在实验中,物理学家首先将塑料板压缩为一个方向,以产生皱纹。然后,当将纸放在平坦的水面上时,他们允许床单适应,在那里表面张力抵抗皱纹中的填充。 (表面张力是由于以下事实,即人体表面上的液体分子上面没有类似的分子可以掌握,因此它们将其紧密地固定在邻近的分子上,从而在表面产生薄膜。)
研究人员发现,塑料中的皱纹缓慢地抑制了,在级联中越来越小,从最大的皱纹开始,并以越来越小的皱纹移到边缘。
梅农告诉《生命科学》:“从粗糙的皱纹到非常细的皱纹有一个级联,直到几乎看不到它们为止。” “它前所未有的,意外的部分是它是一个平稳的级联。”
研究人员说,同样的原理将适用于皮肤下垂,因为皮肤下面的肉的作用与实验中塑料膜下面的水的作用非常类似于皱纹。
皱纹物理
为了了解皱纹,科学家必须考虑到发挥作用的物理力量。一方面,重力使一切压低,偏爱浅,频繁的涟漪,拥抱在地面附近。另一方面,塑料的刚度和弯曲膜的能量成本更长,这些褶皱中的峰值更高。
研究人员发现,根据材料的特定特性,皱纹将在这些力量之间找到平衡,并在彼得遇到边缘时逐渐消失。皱纹倾向于从中心的较大弯曲褶皱(如海洋膨胀)过渡到较高的频率,边缘尖锐的波纹。
同样是马萨诸塞大学阿默斯特大学的研究员本杰明·戴维维奇(Benjamin Davidovitch)说:“这些皱纹变得越来越小,更小,微妙。”
即使实验中的膜是非常非常薄的塑料片,称为纳米膜,但这些发现应适用于各种材料。
Davidovitch说:“我们意识到这类似于窗帘中皱纹之类的宏观事物。”
该研究在7月16日的《物理评论》杂志上详细介绍。本文的主要作者是阿默斯特马萨诸塞大学的江苏·黄。
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