Вивчення кількісно визначає свої властивості, щоб показати, що це не просто забобони

Унікальні властивості знаменитого бейсболу “магія” грязі ніколи не була науково оцінена – поки що. У папері в Праці Національної академії наукДослідники Інженерної та прикладної науки університету Пенсільванії (Penn Engineering) та Школа мистецтв і наук (SAS) розкривають, що робить магічну грязь такою особливою.

“It spreads like a skin cream and grips like sandpaper,” says Shravan Pradeep, the paper’s first author and a postdoctoral researcher in the labs of Douglas J. Jerolmack, Edmund J. and Louise W. Kahn Endowed Term Professor in Earth and Environmental Science (EES) within SAS and in Mechanical Engineering and Applied Mechanics (MEAM) within Penn Engineering, and Paulo Arratia, Eduardo D. Glandt Визначний науковий співробітник та професор Мема та в хімічній та біомолекулярній інженерії (CBE).

У 2019 році, за бажанням спортсмена Меттью Гутьєрреса, група проаналізувала композицію та поведінку потоку грязі, яка була зібрана поколіннями сім’єю Bintliff у таємному розташуванні в Південній Джерсі та застосовується менеджером обладнання кожної команди в бейлі в Бейсболі Ліги (MLB), включаючи плей -оф цього року.

“Ми надали швидкий аналіз, – каже Єролмак, – але не те, що піднялося до рівня наукових доказів”.

Незважаючи на численні статті та телевізійні сегменти, що описують грязь, яка цитує всіх від гравців MLB до бінтліффів про наслідки грязі, дослідники не змогли знайти жодних наукових доказів того, що грязь насправді робить м’ячі кращими, як стверджують гравці.

“Мене дуже цікавило, чи використання цієї грязі базувалося на забобонах”, – каже Єролмак.

Через два роки, коли Прадеп приєднався до лабораторій, він взяв на себе лідерство у розробці трьох наборів експериментів, щоб визначити, чи справді грязь працює: один для вимірювання її поширення, один для вимірювання його липкості та одного для вимірювання її впливу на тертя бейсболу проти пальців.

Перші два якості можна було виміряти за допомогою існуючого обладнання – реометра та атомної силової мікроскопії відповідно, але для вимірювання ефектів тертя грязі, дослідникам довелося побудувати нову експериментальну установку, яка імітала властивості пальців людини.

“Питання полягає в тому, як кількісно оцінюєте тертя між м’ячем, пальцем і маленькими маслами між цими двома?” каже Арратія.

Щоб вирішити проблему, дослідники створили гумоподібний матеріал з тією ж еластичністю, що і шкіра людини, і покривали його олією, подібною до того, що секретується шкірою людини, потім обережно та систематично потирали масляний матеріал до смужок бейсболів, які були впорядковані способом, визначеним MLB.

Xiangyu Chen, старший і співавтор документа, відіграв ключову роль у розробці штучного апарату пальця. “Нам потрібно було мати послідовний матеріал, схожий на пальцями”,-каже Чен. “Якби ми просто тримали пальці до нього, це не дало б дуже послідовних результатів”.

Дослідники кажуть, що їхня робота підтверджує, що гравці MLB давно сповідували: що магічна грязь працює, і не є просто забобонами, як плей -офф бороди та ралі -шапки. “Це має правильну суміш, щоб ці три речі відбулися”, – каже Єролмак. “Поширення, захоплення та липкість”.

MLB досліджував заміну чарівної грязі синтетичними мастильними матеріалами, але поки що не вдалося повторити властивості грязі. Дослідники пропонують дотримуватися оригіналу. “Ця родина робить щось зелене і стійке, і насправді виробляє ефект, який важко повторити”, – каже Єролмак.

Поза бейсболом дослідники сподіваються, що їх робота – і статус зірки грязі – створить більший інтерес до використання природних матеріалів як мастила. “Це лише місце для нас, щоб показати, як геоматеріали вже використовуються стійко”, – каже Арратія, – і як вони можуть дати нам вишукані властивості, які можуть бути важко виробляти з нуля “.