211service.com
Knotet av natur
Bilde med høflighet
Enhver erfaren seiler vet at en type knute vil feste et blad til et forseil, mens en annen er bedre for å feste en båt til en pæling. Men hva som gjør en knute mer stabil enn en annen, ble ikke godt forstått – før førsteamanuensis i matematikk Jörn Dunkel laget en matematisk modell for å studere dem.
Dunkel slo seg sammen med Mathias Kolle, en førsteamanuensis i maskinteknikk, hvis gruppe hadde konstruert strekkbare fibre som endrer farge som svar på belastning eller trykk. Teamet hans brukte Kolles fibre til å knytte en rekke knuter, inkludert trefoiler og åttefigurer, fotografere hver fiber og notere hvor og når den endret farge, sammen med kreftene som ble brukt når den ble strammet.
Ved å bruke disse dataene kalibrerte de en modell som simulerte fordelingen av stress i knop. Deretter simulerte de mer kompliserte knuter og tegnet enkle diagrammer for å representere dem.
Ved å sammenligne diagrammer for vanlige bestemor-, rev-, tyv- og sorgknuter, sammen med mer kompliserte som carrick, zeppelin og alpesommerfugl, identifiserte forskerne noen generelle regler. I utgangspunktet er en knute sterkere hvis den har flere trådkrysninger, samt flere vridningssvingninger - endringer i retningen hvert segment av en tråd roterer når en knute strammes. Disse endringene skaper friksjon som fremmer stabilitet.
De fant også at en knute kan gjøres sterkere hvis den har flere sirkulasjoner - områder der to parallelle tråder går i løkker mot hverandre i motsatte retninger.
Hvis du tar en familie med lignende knuter der empirisk kunnskap trekker en ut som «den beste», kan vi nå si hvorfor den kanskje fortjener denne utmerkelsen, sier Kolle. Vi kan spille knuter mot hverandre for bruk i suturering, seiling, klatring og konstruksjon.