ジョージア工科大、編み物の物理学を応用し剛性素材のメカニズムを解明(Stitched for Strength: The Physics of Stiff, Knitted Fabrics)

2025-07-25 ジョージア工科大学

ジョージア工科大学の研究チームは、編み布が特定の条件下で硬化する「ジャミング現象」の物理メカニズムを解明した。縦横の引張方向で異なるジャミング挙動が見られ、ステッチの大きさや糸の特性が硬さに影響することが判明。糸のトポロジーと力学的応答を結ぶモデルも構築された。この研究は、柔軟性と剛性を自在に設計できる布地開発を可能にし、ソフトロボットやウェアラブル素材などへの応用が期待される。

ジョージア工科大、編み物の物理学を応用し剛性素材のメカニズムを解明(Stitched for Strength: The Physics of Stiff, Knitted Fabrics)<関連情報>

詰まったニット生地ができるメカニズムを解明する Pulling apart the mechanisms that lead to jammed knitted fabrics

Sarah E. Gonzalez, Michael S. Dimitriyev, A. Patrick Cachine, and Elisabetta A. Matsumoto
Physical Review E  Published: 24 July, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/g94g-c6tt

Abstract

We investigate the mechanical behavior of jammed knitted fabrics, where geometric confinement leads to an initially stiff mechanical response that softens into low stiffness behavior with additional applied stress. We show that the jammed regime is distinguished by changes in yarn geometry and contact rearrangement that must occur to allow the individual stitches to stretch. These rearrangements allow for the relaxation of high residual stresses that are present within jammed fabric, altering the low-strain response. We demonstrate that fabric jamming can be induced or reduced by changing either the constituent yarn or the fabric manufacturing parameters. Analysis of experimental samples shows that changing the “stitch size” in manufacturing affects both the in situ yarn radius and the length of yarn per stitch, both of which affect jamming.

0604繊維二次製品の製造及び評価
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