Physiker entwickeln Modell für programmierbare Textilien
Das Wichtigste in Kürze
- Physiker haben ein mathematisches Modell entwickelt, das das Verhalten von Strickmustern vorhersagen kann.
- Die Forschung nutzt Prinzipien der allgemeinen Relativitätstheorie, um die Geometrie von Strickstoffen zu beschreiben.
- Die Erkenntnisse könnten zu neuen, programmierbaren Textilien mit speziellen mechanischen Eigenschaften führen.
- Das Konzept „Knitogami™“ verbindet Stricken mit Origami, um selbstfaltende Materialien zu ermöglichen.
- Potenzielle Anwendungen reichen von medizinischen Textilien bis hin zu anpassungsfähiger Kleidung und Robotik.
Stricken aus physikalischer Sicht
Stricken ist eine jahrhundertealte Technik, doch die physikalischen Prinzipien dahinter sind bisher kaum erforscht. Ein Team von Wissenschaftlern der University of Pennsylvania und Drexel University hat nun ein mathematisches Modell entwickelt, das beschreibt, wie sich Strickmuster verhalten. Die Forschung könnte neue Wege zur Entwicklung von leichten und gleichzeitig widerstandsfähigen Materialien eröffnen.
Mathematik trifft auf Handarbeit
Die Forscher analysierten, wie sich einzelne Maschen auswirken und wie unterschiedliche Strickmuster bestimmte mechanische Eigenschaften erzeugen. Dabei nutzten sie Konzepte aus der allgemeinen Relativitätstheorie, die normalerweise zur Beschreibung der Raumkrümmung durch Gravitation verwendet wird. Die zentralen Erkenntnisse zeigen, dass Strickstoffe sich nicht nur durch das Material, sondern vor allem durch die geometrische Anordnung der Maschen formen.
Knitogami™ – Stricken und Origami vereint
Ein weiteres spannendes Ergebnis der Studie ist das Konzept „Knitogami™“, eine Kombination aus Stricken und Origami. Während Origami durch Falten von Papier dreidimensionale Strukturen schafft, ermöglicht Knitogami™ die Programmierung von Stoffen, sodass sie sich selbstständig in bestimmte Formen falten. Diese Technik könnte in Bereichen wie der Medizintechnik, Robotik und Mode Anwendung finden.
Praktische Anwendungen und Zukunftsperspektiven
Die Forschung eröffnet neue Möglichkeiten für die Herstellung intelligenter Textilien. Beispielsweise könnten Kleidungsstücke entwickelt werden, die sich an die Körperform anpassen, oder medizinische Textilien, die sich gezielt um Wunden legen. Auch in der Robotik könnten solche Materialien eingesetzt werden, um flexible, aber dennoch stabile Strukturen zu schaffen.
Unsere Einschätzung
Die Verbindung von theoretischer Physik und Stricktechnik zeigt eindrucksvoll, wie interdisziplinäre Forschung zu innovativen Materialien führen kann. Besonders das Konzept von Knitogami™ könnte in Zukunft eine wichtige Rolle in der Entwicklung programmierbarer Textilien spielen. Diese Forschung stellt einen bedeutenden Schritt hin zu anpassungsfähigen, funktionalen Stoffen dar.
Quellen
University of Pennsylvania: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/02/250226125019.htm
