Risalente a più di 3, 000 anni, il lavoro a maglia è un'antica forma di lavorazione, ma Elisabetta Matsumoto del Georgia Institute of Technology di Atlanta ritiene che capire come i tipi di punto regolano la forma e l'elasticità sarà prezioso per la progettazione di nuovi materiali "sintonizzabili". Ad esempio, materiale flessibile simile a un tessuto potrebbe essere fabbricato per sostituire i tessuti biologici, come legamenti strappati, con elasticità e taglie personalizzate per adattarsi a ogni individuo.

Al meeting di marzo dell'American Physical Society a Boston questa settimana, Matsumoto presenterà il suo lavoro sulle regole matematiche che stanno alla base del lavoro a maglia. Parteciperà inoltre a una conferenza stampa di descrizione del lavoro. Le informazioni per l'accesso per guardare e porre domande in remoto sono incluse alla fine di questo comunicato stampa.

"Scegliendo un punto non scegli solo la geometria ma anche le proprietà elastiche, e questo significa che puoi costruire le giuste proprietà meccaniche per qualsiasi cosa, dall'ingegneria aerospaziale ai materiali per impalcature tissutali, " disse Matsumoto.

A Matsumoto piaceva lavorare a maglia da bambina e quando in seguito si interessò alla matematica e alla fisica, ha sviluppato un nuovo apprezzamento per il suo hobby.

"Mi sono reso conto che c'è solo un'enorme quantità di matematica e scienza dei materiali che va nei tessuti, ma questo è dato molto per scontato, " disse Matsumoto.

"Ogni tipo di punto ha una diversa elasticità, e se scopriamo tutto il possibile allora potremmo creare cose che sono rigide in un certo posto usando un certo tipo di punto, e usa un diverso tipo di punto in un altro posto per ottenere funzionalità diverse."

I membri del gruppo Matsumoto stanno iniziando ad approfondire la complessa matematica che codifica le proprietà meccaniche all'interno della serie ad incastro di nodi di scorrimento di un materiale. Ma applicare la matematica pura della teoria dei nodi all'enorme catalogo di modelli a maglia è un processo complicato per lo studente laureato di Matsumoto, Shashank Markande.

"I punti hanno dei vincoli molto strani; per esempio, Devo essere in grado di farlo con due aghi e un pezzo di filo:come lo traduci in matematica?" ha detto Matsumoto.

Ma Markande sta iniziando a costruire l'algebra a maglia in più grandi, schemi più complessi, e lo alimenta nella modellazione elastica di semplici maglie a reticolo, quale post-dottorato di Matsumoto, Michael Dimitriyev si sta sviluppando.

Il codice di risoluzione del comportamento del tessuto di Dimitriyev sta mostrando un potenziale oltre il design dei materiali, nel campo della grafica dei giochi per computer.

"Il tessuto e la stoffa tendono a sembrare un po' strani nei giochi per computer perché usano semplici modelli di perline e elastici a molla, quindi se riusciamo a trovare un semplice set di equazioni differenziali, potrebbe aiutare le cose a sembrare migliori, " disse Matsumoto.

Per il momento, il gruppo Matsumoto si sta concentrando su schemi punto molto semplici e curve in reticoli lavorati a maglia; però, presto sperano di capire come si comportano le maglie in 3-D.

Ma mentre tirano fuori la matematica tra i punti, Matsumoto si assicura che tengano d'occhio il modo in cui questi modelli si uniscono organizzando occasionali sessioni di creazione con il gruppo di origami della porta accanto.