Físicos explicam (finalmente) porque é que as nossas roupas não se desfazem

Cientistas investigaram a tensão dos fios da roupa, no âmbito da física estatística, e descobriram que é o atrito entre as fibras que impede que os fios se desfaçam.

Algo tão simples para nós, é um grande mistério para os físicos. Até agora, os investigadores não conseguiam explicar o porquê de os fios de algodão que formam a nossa roupa transmitirem tensão, tornando-os fortes o suficiente para evitar que as roupas caiam aos pedaços.

Um estudo recente parece finalmente explicar como e porque é que isso acontece. Os fios de algodão são feitos de muitas fibras minúsculas, cada uma com apenas 2 a 3 centímetros de comprimento. No entanto, quando essas fibras se juntam, são capazes de transmitir tensão por longas distâncias.

No novo artigo científico, publicado na Physical Review Letters, os físicos Patrick Warren, da Unilever R & D Port Sunlight, Robin Ball, da Universidade de Warwick, no Reino Unido e Ray Goldstein, da Universidade de Cambridge, investigaram a tensão dos fios no âmbito da física estatística e descobriram que é o atrito entre as fibras que impede que os fios se desfaçam.

Através de técnicas de programação linear, os físicos mostraram que o atrito coletivo entre as fibras cria um mecanismo de bloqueio. Enquanto houver fricção suficiente, um conjunto aleatório de fibras consegue transmitir uma tensão indefinidamente gigantesca.

Estes resultados fornecem uma base quantitativa para a explicação proposta por Galileu em 1638. O físico famoso não entendia como é que uma corda pode ser tão forte, mesmo sendo feita de fibras tão pequenas.

“O próprio ato de torcer faz com que os fios se unam de tal maneira que, quando a corda é esticada, as fibras quebram, em vez de se separarem umas das outras”, escreveu na altura.

Neste estudo recente, os investigadores modelaram o fio como um grupo de fibras que se sobrepõem aleatoriamente. Os resultados mostraram que, à medida que a fricção aumenta, ocorre uma transição de percolação que corresponde a “uma mudança de um modelo de falha ‘maleável’, em que o fio falha por deslizamento da fibra, para um modo de falha ‘quebradiço’, em que o mecanismo de falha é a quebra da própria fibra”.

“Agora entendemos como é que o atrito impede os materiais fibrosos de partirem. Em termos de aplicações, podemos usar esta descoberta para dar suporte ao design de amaciadores de roupa, por exemplo”, disse Goldstein, ao Phys.org.

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