プログラマブル・マター：シートのソフトな変形と摩擦から創発する機能やそのデザイン

点击翻译按钮获取中文摘要

2年目は、接触や重力がシートに誘起するパターンを理解するために、大きく分けて次の2つの研究を行なった。1つは、やわらかい弾性基盤の上にシートを置き、上から剛体棒で圧縮するという問題についてである。単純な設定ではあるが、シートの変形は曲面の幾何学に束縛されているために、本研究課題で目標としていたシートを狭い空間に拘束するという複雑な設定と強く関連した変形が引き起こされる。圧縮荷重を見積るスケーリング則や、圧縮に伴いシートに発生するしわパターンがスナップ転移的に遷移していくことを明らかにし、それらについて日本物理学会2022年秋季大会で報告した。もう1つは、摩擦がある剛体基盤上に置いたシートを点荷重で鉛直上向きに引っ張り上げていく問題についてである。実験により、シートにはたらく典型的な弾性力に比べて重力が無視できないとき、重力と弾性力(伸縮、あるいは曲げのモード)が競合することで、興味深いパターン遷移が見られることが確認された。この現象について、従来行なってきた荷重測定に加え、新たにレーザー変位計を用いた形状測定を実施し、理論予測で得られたスケーリング則と実験結果がよく一致することを確認した。この結果は日本物理学会2023年春季大会で報告しており、国際雑誌への論文投稿の準備を進めている。