Ritsumeikan Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Andrew Zinin

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Çərçivə, topoloji qüsurları dövri tekstil nümunəsinə daxil etməklə və onların strukturda necə yayıldığını izləməklə işləyir. Qüsur yayılmasının nəticədə nümunəni topoloji cəhətdən trivial bir düyünə və ya halqaya ayırıb-ayrılmadığını təhlil etməklə, metod toxuma qabiliyyətini xarakterizə edir və dövri tekstil strukturlarını təsnif edir. Kredit: Yaponiyanın Ritsumeikan Universitetindən Dr. Daisuke S. Shimamoto

Parçalar iplikləri dəfələrlə xarakterik naxışlara birləşdirməklə hazırlanır. Onların bir çox xüsusiyyətləri, məsələn, dartılma qabiliyyəti, yalnız materialın özündən deyil, həm də ipliklərin necə düzüldüyündən və dolaşdığından irəli gəlir. Bu cür xüsusiyyətlər topologiyanın – bir struktur daxilindəki əlaqə və dolaşıqlığın əsas naxışlarının – materialın ümumi davranışını necə formalaşdıra biləcəyini göstərir. Bu əlaqələri anlamaq tədqiqatçılara topologiyalarının dizaynı vasitəsilə xüsusi xüsusiyyətlərə malik materiallar dizayn etməyə kömək edə bilər.

Yaponiyanın Ritsumeikan Universitetinin Elm və Texnologiya Tədqiqat Təşkilatının baş tədqiqatçısı Dr. Daisuke S. Shimamoto-nun rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, Yaponiyanın Tokio şəhərindən olan müstəqil tədqiqatçı Dr. Keiko Shimamoto, Tohoku Universitetindən Dr. Sonia Mahmoudi və Aoyama Gakuin Universitetindən Dr. Samuel Poincloux ilə birlikdə toxuma qabiliyyətini xarakterizə etmək və qüsurların onlarda necə yayıldığına əsasən dövri tekstil strukturlarını təsnif etmək üçün düyün nəzəriyyəsinə əsaslanan riyazi bir çərçivə hazırlamışdır. Onların tapıntıları 14 iyul 2026-cı ildə Physical Review X jurnalında dərc edilmişdir.

Qüsurların necə hərəkət etdiyini izləmək

Tədqiqatçılar qüsurların təkrarlanan tekstil nümunələrində pozuntular kimi göründüyünü və topologiyasından asılı olaraq strukturlar arasında fərqli yollarla yayıldığını aşkar etdilər. Bu yayılma nümunələrini təhlil etməklə, çərçivə tekstil strukturunun toxunma qabiliyyətini müəyyən edə və müxtəlif dövri tekstil növlərini təsnif edə bilər. Şimamotoya görə, qüsur yayılmasının başa düşülməsi xüsusi mexaniki xüsusiyyətlərə malik yeni parçaların dizaynına istiqamət verə bilər.

Şimamoto deyir ki, “Bu qüsurlar təkrarlanan tikiş nümunələrində pozuntular kimi görünür və strukturda fərqli yollarla yayılır. Çərçivəmizdə təsvir edilən qüsurların bu şəkildə yayılması prosesi qeyri-adi mexaniki xüsusiyyətlərə malik yeni toxunmuş materialların dizaynına istiqamət verə və topologiyanın formalaşdırdığı digər sistemlər haqqında anlayışımızı artıra bilər”.Mətndə ətraflı təsvir edilən üç şərtdən qurulmuş tekstil məhsullarını təsnif etmək üçün Venn diaqramı. Hər kəsişən bölgədə müvafiq şərtləri ödəyən tekstil nümunəsi var. Mənbə: Physical Review X (2026). DOI: 10.1103/g565-3dyn

Dikiş naxışlarından düyünlərə qədər

Tədqiqatçılar toxunmuş və toxunmuş parçaları birölçülü əyrilərdən ibarət ikiölçülü tekstil diaqramları kimi təqdim edərək, onları bir-biri ilə əlaqəli ilmələrin təkrarlanan, şəbəkəyə bənzər naxışları kimi modelləşdirdilər. Daha sonra təkrarlanan naxışa qüsurlar əlavə etdilər və ipliyin zədələnmədən tekstilin qonşu bölgələrində necə yayıldığını təhlil etdilər.

Tekstil parçasının toxunub-toxuna bilməyəcəyini müəyyən etmək üçün, onlar qüsurlu naxışı torus adlanan ponçik şəkilli bir səthə qatladılar və nəticədə yaranan düyün və ya halqanın kəsişmədən sadə ilgəklərə ayrıla biləcəyini araşdırdılar. Qüsurun yayılması strukturu topoloji cəhətdən trivial düyünə və ya halqaya çevirərsə, tekstil parçası toxunub-toxuna bilməyəcəyi hesab edildi.

Bu çərçivədən istifadə edərək, tədqiqatçılar toxuculuq və toxuma kimi ilgək əsaslı strukturları digər tekstil siniflərindən ayırd edə bildilər. Onlar həmçinin qüsurların tekstildə necə yayıldığını idarə etməklə, struktur daxilində zədələnmənin necə inkişaf etdiyinə təsir göstərə biləcəklərini və zədələnməyə davamlılıq kimi tənzimlənən mexaniki xüsusiyyətlərə malik parçalara yeni bir yol təqdim edə biləcəklərini aşkar etdilər.

Zərər və ya davamlılıq üçün dizayn

Bu prinsiplərə əsaslanaraq, tədqiqatçılar həmçinin qüsur yayılmasının qarşısını alan və buna görə də məhdud zədələnməyə məruz qalan tekstil məhsulları hazırlamışlar. Eynilə, onlar zədə yayılmasını gücləndirən və asanlıqla açılan tekstil məhsulları hazırlamışlar ki, bu da topologiyanı riyazi olaraq anlamağın üstünlüyünü nümayiş etdirir.

Tekstildən başqa, çərçivə, topologiyanın polimerlər, bioloji toxumalar və yumşaq robot materialları da daxil olmaqla, dolaşıq sistemlərin davranışına və mexaniki xüsusiyyətlərinə necə təsir etdiyini araşdırmaq üçün yeni bir yol təqdim edir.

“Tədqiqatımız ənənəvi tekstil sənətkarlığını müasir riyaziyyat və fizika ilə əlaqələndirir. Bu, topologiyaya əsaslanan tekstil strukturlarını araşdırmaq və dizayn etmək üçün sistemli bir yol təqdim edir. Bu, sadəcə dolaşıqlıq nümunəsini dəyişdirməklə materialın özünü dəyişdirmədən daha davamlı parçalar hazırlamağa kömək edə bilər. Dolaşıqlıqlar polimerlər, bioloji toxumalar və yumşaq robototexnika da daxil olmaqla, tekstildən kənar bir çox sistemdə göründüyü üçün bu, mürəkkəb materialların dizaynı və anlaşılması üçün yeni yanaşmalara da ilham verə bilər”, – deyə Şimamoto bildirir.

Nəşr detalları

Daisuke S. Shimamoto və digərləri, Trikotaj Parçaları Təsnif Etmək üçün Topoloji Qüsurun Yayılması, Fiziki İcmal X (2026). DOI: 10.1103/g565-3dyn

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal X 

Əsas anlayışlar

topoloji analizKonformasiya və topologiyaMexaniki və akustik xüsusiyyətlər2 ölçülü sistemlər

Ritsumeikan Universiteti tərəfindən təmin edilir