Zespół naukowców z Fudan University i Université de Lorraine zbudował model, który może przewidzieć wzory zmarszczek, które rozwiną się na strukturach toroidalnych, jeśli będą się rozszerzać lub kurczyć. W swoim artykule opublikowanym w czasopiśmie Listy z przeglądu fizycznegogrupa opisuje użycie jednego typu modelu matematycznego do opracowania innego modelu, który opisuje, w jaki sposób wzrost lub kurczenie wpływa na powierzchnie struktur toroidalnych.

Naukowcy zauważyli podobieństwa we wzorach zmarszczek znalezionych w naturalnych biologicznie ukształtowanych strukturach toroidalnych, takich jak meduzy, gdy się kurczyły. Aby stworzyć model do przewidywania takich wzorców, rozpoczęto od znanego już modelu matematycznego używanego do ogólnego opisywania struktur toroidalnych. Zauważają, że takie modele mają podane parametry, jeden dla rozmiaru otworu, a drugi dla scharakteryzowania sztywności.

Następnie naukowcy wykorzystali pierwszy model do stworzenia drugiego opartego na prawach skalowania opisujących rozszerzanie się i kurczenie struktur powierzchniowych. Następnie przetestowali drugi model, generując ogólne toroidalne kształty, które reagowały na warunki środowiskowe, takie jak ciepło lub zimno, kurcząc się lub powiększając.

Naukowcy odkryli, że toroidalne wzory strukturalne różniły się w zależności od czynników, takich jak rozmiar otworu. Odkryli na przykład, że przedmioty z większymi otworami miały tendencję do powstawania zmarszczek bliżej otworu niż przedmioty z mniejszymi otworami. Odkryli również, że przedmioty z małymi otworami miały tendencję do marszczenia się od otworu.

Naukowcy odkryli również, że sztywność materiału tworzącego struktury toroidalne miała wpływ na kształt wzorów składających się na zmarszczki, które pojawiały się w miarę kurczenia się lub rozszerzania. Na przykład struktury o umiarkowanie sztywnej skórze miały tendencję do tworzenia wzorów z okresowymi sześciokątami.

Naukowcy odkryli, że ich model można również wykorzystać do obiektów o nieco innych kształtach. Odkryli, że mogą przewidzieć wzory zmarszczek, które pojawią się na przykład na papryczce chili podczas suszenia. Ponadto sugerują, że ich model może okazać się przydatny dla inżynierów pracujących nad projektami produktów o podobnych kształtach, aby pomóc przewidzieć, jak mogą się one zachowywać w różnych warunkach.

© 2023 Sieć Science X