Renk Değiştiren Lifler Neden Bazı Düğümlerin Tuttuğunu Diğerlerinin Neden Tutmadığını Açıklıyor

İnsanlığın küresel egemenliğe yükselişinde düğümün icadı, ateş veya tekerlek kadar övgü almaz, ancak düğümün önemi küçümsenmemelidir. Dikkat çekici bir şekilde, bunca yıldan sonra, bazı düğümlerin neden diğerlerinden çok daha güçlü olduğuna dair anlayışımız şaşırtıcı bir şekilde düzensiz. Stres altındayken renk değiştiren lifler bu bilinmeyen boşlukları doldurmaya yardımcı oluyor.

Her ikisinin de yaşamları genellikle bir düğüm tutmaya bağlı olan denizciler ve dağcılar, yüzyıllar boyunca farklı düğüm türlerini denediler. E. Annie Proulx, deniz düğümlerinin şaşırtıcı çeşitliliğinden Pulitzer ödüllü bir roman bile aldı. Düğümleme, topolojinin (Matematiğin tümüyle farklı bir alanı) merkezi bir özelliğidir, ancak hangi tür düğümlerin ve hangi koşullar altında tutulacağını öngören kapsamlı bir teori, insanlığın gözünden kaçmıştır.

MIT Doktora öğrencisi Vishal Patil, bükülmüş düğümler hakkında kurallar geliştirmek için renk değiştiren liflerin üretiminden yararlandı ve çalışmasını Science dergisinde yayınladı. Bunlar, tek bir uzun malzeme parçası olarak işlev görmek için iki çizginin birbirine bağlandığı düğümlerdir. İlgisiz bilim alanlarının birbirini nasıl zenginleştirdiğine dair bir örnek olarak, cevaplar ferromanyetik malzemelerdeki atomik dönüşlerle analoji yoluyla geldi.

Patil, matematiksel teori ve renkli liflerin bir kombinasyonunu kullanarak, Zeplin ve Alp kelebek düğümleri arasında eski bir güç tartışmasını Zeplin lehine sonuçlandırdı. Ayrıca, iyi bilinen resif düğümünün faziletlerini göstererek, zıt yönlerde bağlanan yarım düğümlerden oluşan düğümlerin, aynı yönde bağlananlardan daha güçlü olduğunu gösterdi. Daha genel olarak, düğümler, daha fazla geçişe sahiplerse ve halat parçaları arasında dönüş yönünde değişiklikler varsa daha güçlüdür.

"Bu modelle, neredeyse aynı olan iki düğüme bakabilmeli ve hangisinin daha iyi olduğunu söyleyebilmelisiniz." dedi ortak yazar Dr Jörn Dunkel yaptığı açıklamada.

Patil, farklı kırılma indislerine sahip (yani ışığı farklı derecelerde yavaşlatan) çoklu şeffaf katmanları elastik bir çekirdek etrafına sararak yapılan lifleri kullandı. Büküldüğünde, gerildiğinde veya gerilim altına yerleştirildiğinde, katmanlar kalınlıklarını değiştirir ve değişimlerini ortaya çıkaran renkler üretmek için ışığın geçişini değiştirir.

Düğümler sadece bir insan olgusu değildir - ateşle olduğu gibi, mevcut bir doğa gücünü evcilleştirdik ve uyarladık. Gerçekten de, düğümler kelimenin tam anlamıyla DNA'mızdadır veya belki de DNA'mızın bazen düğümler halinde olduğu söylenmelidir. Onları kıyafetlerimizi yapmak ve ameliyatları bağlamak için kullanıyoruz ve her zaman sağlam olmaları gerekmiyor.

 

Kaynak:

https://www.iflscience.com/physics/color-changing-fibers-reveal-why-some-knots-hold-and-others-dont/