كشف مكانيزم ساختار چين و چروک سطوح
آفتاب‌‌نیوز : آفتاب: چروكهاي هموار و مناطق شديدا مچاله‌شده در ورقهاي مصنوعي و زيستي يك شكل آشنا بوده كه چگونگي شگل‌گيري اين اشكال پيچيده بر روي يك ورق بدون ويژگي تاكنون ناشناخته مانده، اما فيزيكدانان دانشگاه ماساچوست موفق به شناسايي يك مكانيزم بنيادي براي اين امر شده‌اند.
به گزارش ايسنا، اين محققان كه پژوهش آنها در مجله مجموعه مقالات آكادمي ملي علوم منتشر شده، از طراحي يك بالن كه از دو پوشش مايلار حلقوي، چين و مچالگي ساخته شده، الهام گرفته و به يك راه حل دست يافته‌اند.
دو پوشش در ابتدا مسطح بوده اما در زمان چسباندن آنها از لبه‌ها به يكديگر و تزريق گاز هليوم براي ايجاد فشار بالاتر از جو درون آن، اين ورقه‌ها خودبخود تغيير شكل داده تا جاي گاز بيشتري را در خود بوجود بياورند.
اين فرايند ساده باعث ايجاد طرح جالب چين و چروكهاي خودبه خود در نزديكي محيط پوشش شد. آنچه اين دانشمندان كشف كرده‌اند، يك توالي غيرعادي از انتقالات بوده كه زمينه‌ساز اين فرايند و احتمالا ديگر گونه‌هاي پيچيدگي ریخت شناختی است.
محققان در آزمايشگاه از فيلمهاي ريز ميكروسكوپي و يك قطره آب براي مدل سازي از تاثيرات مورد نظر استفاده كردند. آنها يك دايره فيلم فوق نازك را از ورقهاي 1000 بار نازكتر از كاغذ بريده و آن را بطور مسطح بر روي يك قطره آب قرار دادند.
اين پژوهشگران سپس به آرامي به تزريق آب بيشتر به حباب پرداختند كه باعث بزرگتر شدن آن بدون تركيدن شد. هنگامي كه شعاع قطره به اندازه كافي كوچك شد، فيلم نازك شروع به ايجاد چينهاي ريز شعاعي در نزديكي محدوده خارجي آن كرد.
محققان با مشاهده اين فرايند از طريق مراحل افزايشي توانستند چگونگي اعمال محدوديت بر روي دايره‌هاي عرض ورق توسط قطره را با فرمولهاي رياضي توصيف كنند. درجه اين محدوديت با كاهش شعاع قطره، افزايش يافته و سپس يك توالي غيرعادي از تبديلها قابل مشاهده شد.
پژوهشگران كه پيش از اين به ارائه پيش‌بيني‌هاي كمي از طرحهاي چين و چروك در ورقهاي نازك با پيگيري اين اصل كه چنين ورقهايي بايد از فشردگي دور باشند، پرداخته بودند، با اين كار پيش‌بيني‌هاي نظري خود را تائيد كردند.
تجربيات كنوني همچنين نشان داده‌اند كه تبديل چروك به مچالگي به بازتاب يك تغيير چشمگير موسوم به «شکست تقارن» در توزيع تنشهاي درون ورق مي‌پرازد.
اين محققان اكنون در حال كار بر روي معماهاي جديد در ارتباط با شكل‌گيري خصوصيات مچاله شده در اثر آزمايش هستند.
به گزارش ايسنا، اين محققان كه پژوهش آنها در مجله مجموعه مقالات آكادمي ملي علوم منتشر شده، از طراحي يك بالن كه از دو پوشش مايلار حلقوي، چين و مچالگي ساخته شده، الهام گرفته و به يك راه حل دست يافته‌اند.
دو پوشش در ابتدا مسطح بوده اما در زمان چسباندن آنها از لبه‌ها به يكديگر و تزريق گاز هليوم براي ايجاد فشار بالاتر از جو درون آن، اين ورقه‌ها خودبخود تغيير شكل داده تا جاي گاز بيشتري را در خود بوجود بياورند.
اين فرايند ساده باعث ايجاد طرح جالب چين و چروكهاي خودبه خود در نزديكي محيط پوشش شد. آنچه اين دانشمندان كشف كرده‌اند، يك توالي غيرعادي از انتقالات بوده كه زمينه‌ساز اين فرايند و احتمالا ديگر گونه‌هاي پيچيدگي ریخت شناختی است.
محققان در آزمايشگاه از فيلمهاي ريز ميكروسكوپي و يك قطره آب براي مدل سازي از تاثيرات مورد نظر استفاده كردند. آنها يك دايره فيلم فوق نازك را از ورقهاي 1000 بار نازكتر از كاغذ بريده و آن را بطور مسطح بر روي يك قطره آب قرار دادند.
اين پژوهشگران سپس به آرامي به تزريق آب بيشتر به حباب پرداختند كه باعث بزرگتر شدن آن بدون تركيدن شد. هنگامي كه شعاع قطره به اندازه كافي كوچك شد، فيلم نازك شروع به ايجاد چينهاي ريز شعاعي در نزديكي محدوده خارجي آن كرد.
محققان با مشاهده اين فرايند از طريق مراحل افزايشي توانستند چگونگي اعمال محدوديت بر روي دايره‌هاي عرض ورق توسط قطره را با فرمولهاي رياضي توصيف كنند. درجه اين محدوديت با كاهش شعاع قطره، افزايش يافته و سپس يك توالي غيرعادي از تبديلها قابل مشاهده شد.
پژوهشگران كه پيش از اين به ارائه پيش‌بيني‌هاي كمي از طرحهاي چين و چروك در ورقهاي نازك با پيگيري اين اصل كه چنين ورقهايي بايد از فشردگي دور باشند، پرداخته بودند، با اين كار پيش‌بيني‌هاي نظري خود را تائيد كردند.
تجربيات كنوني همچنين نشان داده‌اند كه تبديل چروك به مچالگي به بازتاب يك تغيير چشمگير موسوم به «شکست تقارن» در توزيع تنشهاي درون ورق مي‌پرازد.
اين محققان اكنون در حال كار بر روي معماهاي جديد در ارتباط با شكل‌گيري خصوصيات مچاله شده در اثر آزمايش هستند.
گزارش خطا
ارسال به دوستان
نسخه چاپی
ذخیره عضویت در خبرنامه 
پربحث ترین عناوین
پرطرفدار ترین عناوین
لینک های مفید