이 물리학 실험실에서는 '뜨개질이 코딩이다'와 실을 프로그래밍할 수 있습니다

Elisabetta Matsumoto에게 매듭 이론은 니트 이론입니다.

Elisabetta Matsumoto는 수학자 Henry Segerman과 함께 디자인한 기어형 입방팔면체 지터버그를 들고 있습니다. 크레딧...The New York Times의 Johnathon Kelso

지원 대상

친구에게 이야기를 보내세요

구독자로서 귀하는 10개의 선물 기사를 보유하고 있습니다. 매달 주려고. 내가 공유하는 내용은 누구나 읽을 수 있습니다.

시오반 로버츠

보스턴 — 미국물리학회(American Physical Society)의 연례 3월 회의 전날, 일요일 해피아워 시간에 Westin Boston Waterfront 호텔의 로비 바에서 "stitch 'n bitch" 세션이 열렸습니다.

노스캐롤라이나 주립대학의 물리학자인 캐런 다니엘스(Karen Daniels)는 그날 오전 모임 공지를 트위터에 올렸습니다. "당신은 뜨개질, 코바늘 뜨개질, 기타 섬유 예술 분야의 물리학자입니까?" 그녀가 물었다. "나는 원환체를 뜨개질하는 사람이 될 거예요." (원환체는 수학화된 도넛입니다. 그녀의 도넛은 친구의 과학 논문에 나온 그림에서 영감을 받았습니다.)

바에서 실뭉치로 어수선한 테이블 사이에서 Daniels 박사는 조지아 공과 대학의 응용 수학자이자 물리학자이자 모임의 공동 주최자인 Elisabetta Matsumoto를 포함한 전문 편직자 그룹의 디자인 조언을 흡수했습니다.

마츠모토 박사에게 뜨개질은 건강에 도움이 되는 수공예 취미 그 이상입니다. 그녀는 "뜨개질로 알려진 고대 기술"의 수학과 역학을 조사하기 위해 국립과학재단(National Science Foundation)의 자금 지원을 받는 "우리가 짜는 엉킨 거미줄(What a Tangled Web Weave)"이라는 5개년 프로젝트에 착수하고 있습니다.

가장 오래된 사례 중 일부는 이집트에서 11세기까지 거슬러 올라갑니다. 그러나 여러 세대에 걸친 실용적이고 경험적인 지식에도 불구하고 편직물의 물리적, 수학적 특성은 그러한 직물의 거동에 대한 예측 모델을 생성하는 방식으로 연구되는 경우가 거의 없습니다.

마쓰모토 박사는 "뜨개질은 코딩"이며 실은 프로그래밍 가능한 재료라고 주장합니다. 그녀의 연구의 잠재적 배당금은 착용 가능한 전자 장치에서 조직 비계에 이르기까지 다양합니다.

해피 아워 모임에서 그녀는 Z-성형술이라는 성형수술 기술을 보여주는 견본을 엮었습니다. 그 견본은 그녀가 수요일 아침 8시에 "Twisted Topological Tangles"라는 제목으로 발표할 강연을 위한 것이었습니다. "풍선의 극한 역학"에 관한 경쟁 세션에도 불구하고 수많은 물리학자들이 참석했습니다.

마츠모토 박사는 청중(주로 남성)에게 “저는 어렸을 때부터 뜨개질을 해왔습니다.”라고 말했습니다. "그것이 제가 10대 때 엄마와 잘 지내기 위해 했던 일이었습니다. 어렸을 때 배우고 가지고 놀았던 이 모든 것들을 과학적으로 엄격한 것으로 바꾸는 것이 꿈이었습니다."

첫 번째 단계로, 그녀의 팀은 가능한 모든 뜨개질 스티치를 열거하고 있습니다. "셀 수 있는 무한한 숫자가 있을 것입니다. 이를 분류하는 방법은 현재 우리가 연구하고 있는 것입니다."

[Facebook의 Science Times 페이지에 좋아요를 누르세요. | 사이언스 타임즈 뉴스레터를 구독하세요.]

조사는 매듭 이론의 수학적 전통을 바탕으로 이루어졌습니다. 매듭은 얽힌 원입니다. 즉, 풀 수 없는 교차점이 포함된 원입니다. (교차점이 없는 원은 "unnot"입니다.)

마츠모토 박사는 "니트 스티치는 일련의 매듭을 하나씩 잇는 것"이라고 말했습니다. 매듭의 행과 열은 매우 규칙적인 격자 패턴을 형성하여 결정 구조 및 결정 물질과 유사합니다.

매듭 이론을 통해 마츠모토 박사는 본질적으로 니트 이론을 개발하고 있습니다. 즉, 단위 셀 스티치의 알파벳, 스티치 조합의 용어집, 니트 기하학 및 토폴로지를 관장하는 문법, 즉 직물의 신축성 또는 "창출되는 탄력성"입니다. "

뜨개질의 창발적 특성을 논의할 때, 마츠모토 박사는 때때로 생기 넘치는 파란색 모르포인 나비를 언급합니다. 그 색깔은 화학적 색소가 아니라 구조의 결과로 광학적으로 나타난다. 실제로 각 날개는 메타물질입니다. 자이로이드 표면이라는 패턴으로 배열된 나노 크기의 비늘 층으로 덮여 있으며 날개는 대부분의 빛 파장을 흡수하지만 파란색은 반사합니다.