Fenomena keriput atau lipatan banyak kita jumpai di alam ini, dari permukaan kulit manusia sampai dengan dengan kerak melengkung bumi. Fenomena juga merupakan struktur yang berguna untuk para insinyur. Keriput dalam film tipis, misalnya, dapat membantu membuat papan sirkuit tahan lama untuk elektronik fleksibel.
Sebuah baru model matematika yang dikembangkan oleh para peneliti dari Brown University dapat membantu insinyur mengontrol pembentukan kerut, lipatan, dan melipat struktur dalam berbagai macam bahan. Hal ini juga dapat membantu para ilmuwan memahami bagaimana struktur ini terbentuk di alam. Karya ini diterbitkan dalam Proceedings of the Royal Society A.
"Di alam, bahan padat sering memiliki permukaan kaku dan substrat yang lebih sesuai di bawahnya. Kami menyebutnya bahwa permukaan kaku 'kekakuan lapisan batas , "kata Kyung-Suk Kim, profesor teknik di Brown, yang melakukan penelitian dengan penelitian asosiasi Mazen Diab. "Jika Anda memiliki jenis sistem dan Anda kompres itu, ia mulai melengkung dan membentuk pola yang berbeda di permukaan."
Struktur tersebut meliputi keriput , lipatan, pegunungan, dan lipatan. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan tahun lalu, Kim dan Diab katalog pembentukan struktur-mereka menjuluki mereka "ruga" negara-dalam model teoritis dari karet padat. Dengan kertas terbaru ini, mereka model titik transisi antara struktur ini sebagai bahan dengan lapisan batas kekakuan yang dikompresi tampak khususnya pada transisi dari kerut ke lipatan.
Model menunjukkan bahwa pada kompresi rendah, keriput mulai terbentuk di permukaan. Tapi seperti kompresi meningkat, model mengidentifikasi titik-titik kritis di mana kelompok riak tiba-tiba menghilang dari permukaan untuk membentuk lipatan-depresi tajam tunggal di mana permukaan kaku terjun ke dalam substrat. Mengetahui bahwa titik kekusutan, disebut lokalisasi, sangat penting untuk banyak aplikasi, kata Kim.
Salah satu contoh adalah dalam elektronik fleksibel . Elemen sirkuit dalam perangkat fleksibel yang dibuat pada film tipis . Film-film biasanya terbuat dari logam, yang berarti mereka pecah jika membentang. Untuk mencegah hal itu, insinyur menempatkan keriput awalnya menjadi film mereka. Kerutan memberikan ruang film meregangkan sedikit tanpa melanggar-seperti mata air. Tetapi jika film-film yang terlalu lembut dan dikompresi terlalu banyak, keriput akan melokalisasi ke lipatan. "Jika Anda mendapatkan lipatan ke dalam substrat, film ini akan pecah," kata Kim. "Jadi kehandalan sirkuit terkait dengan proses lokalisasi ini."
Kim dan Diab juga model sejauh mana lokalisasi reversibel. Dengan kata lain, sekali bentuk lipatan dalam suatu material, bagaimana cara uncrease ketika kompresi santai? Mereka menemukan bahwa tingkat kompresi yang diperlukan untuk membuat lipatan berbeda dari apa yang diperlukan untuk membatalkannya.
"Jika Anda memiliki lipatan dan kemudian Anda bersantai ketegangan Anda sedikit, keriput tidak datang kembali segera," kata Kim. "Itu membuat bentuk lipatan nya. Kami menunjukkan bahwa Anda membutuhkan sebuah negara yang jauh lebih santai untuk mendapatkan keriput kembali."
Selain membantu insinyur, Kim berharap model bahwa ia dan Diab telah dibuat akan membantu ilmuwan memahami proses kompresi dalam sistem alam juga. Kulit manusia memiliki batas kekakuan seperti materi teori Kim dan Diab model. Jadi model mungkin menawarkan wawasan mengenai bagaimana keriput dan lipatan terbentuk di kulit dan dapat membantu dalam merancang kulit buatan dan mengatasi robot lembut. Otak manusia tercakup dalam keriput dan lipatan. Mungkin model seperti ini, Kim mengatakan, dapat menjelaskan bagaimana kompresi menyebabkan cedera otak.
"Kami meletakkan kerangka matematika untuk memahami bagaimana ini bekerja," kata Kim.
Original artikel : http://phys.org/news/2014-06-mathematical-wrinkle-crease.html