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当纸被揉成团时发生了什么?|《通讯-物理》论文

作者: | 发布时间:2019-07-12 00

本周《通讯-物理》在线发表的一篇论文A state variable for crumpled thin sheets报道了聚酯薄膜起皱的动力学机制。这一发现有助于我们准确理解纸张如何起皱变成一个纸球

图源:Pixabay

把一张纸揉成一个纸球很简单,但是其背后的动力学机制却很复杂。纸张起皱时会形成一个错综复杂的折痕网。虽然纸张会优先沿着已有折痕弯曲,但是除非折叠顺序和之前一模一样,否则纸张每一次起皱时都会形成新的折痕。目前尚不清楚是否有可能预测一张平滑的纸起皱形成纸球的方式。

美国哈佛大学的Omer Gottesman、Shmuel Rubinstein及同事反复地搓揉预先已被卷成圆柱体的单层聚酯薄膜,再把它们摊平,然后分析折痕模式的变化。他们发现所有折痕的总长度不会随机变化,而是以一种取决于某特定瞬间的折痕长度的方式发生变化——无论该聚酯薄膜已被揉过多少次或者已有的折痕模式结构如何。因此作者得以定义一个可以表征一张聚酯薄膜“皱度”的量。

起皱的动力学机制。

Gottesman et al.

作者认为这项发现或可以提供一种模型,用以表征其它受几何和机械约束的系统的动力学特征,这些系统包括蛋白质的折叠以及可导致地震的地质断层系统。

commsphys|doi:10.1038/s42005-018-0072-x

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A state variable for crumpled thin sheets

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