研究揭示纸张起皱动力学机制

本报讯 一项新研究报道了聚酯薄膜起皱的动力学机制。这一发现有助于人们准确理解纸张如何起皱变成一个纸球。

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。

美国马萨诸塞州剑桥哈佛大学的Omer Gottesman、Shmuel Rubinstein及同事反复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。相关成果11月8日在线发表于《通讯—物理》杂志。

研究人员认为，这项发现或可以提供一种模型，用以表征其他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。（晋楠）

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