看起来很傻,但很管用
在Holmes和Guerra的澳门威尼斯人注册网站研究中,一圈一圈的绳子使岩桩高高耸立
帕特里克·l·肯尼迪
比方说,一枚导弹或一场地震刚刚破坏了你的公寓楼。街上到处是碎石。你必须等待陆军工程兵团的到来,清除瓦砾,重建被炸毁的墙吗?或者,像麦吉弗一样,你可以利用这些碎石和一些麻绳,竖起一堵临时的墙吗?
这就是美国国防高级澳门威尼斯人注册网站研究计划局的设想,他们希望道格拉斯·霍姆斯副教授(医学硕士,MSE)来解决这个问题。霍尔姆斯和他的博士生阿曼·格拉(Arman Guerra)在一项正在进行的澳门威尼斯人注册网站研究中发表的最新论文中确定,只用岩石和绳圈就可以建造独立的、承重的结构——如果岩石足够粗糙,绳圈就足够坚硬,而且绳圈之间的间隔恰到好处。
霍姆斯和格拉的新澳门威尼斯人注册网站研究发表在《软物质》杂志上,名为“颗粒柱和弹性环结构的出现”。霍姆斯和格拉所说的“弹性环”并不是指橡皮筋,而是指绳子或任何细长的带状纤维。他们所说的“谷物”不是指小麦,而是指岩石——或者是花生m&m巧克力豆,或者是任何可以作为液体的球状物的组合。
你可能不会想到一堆岩石会像流体一样运动。但想象一下压倒性的胜利。那些岩石肯定会往山下流。然而,与水不同的是,如果你把岩石倒在一个地方,并且岩石有足够的山脊,岩石本身就会形成一座小山。换句话说,这取决于岩石的摩擦特性。它们表面的小凸起使岩石自然地粘在一起,达到一定程度。
霍姆斯和格拉所做的是找出一个公式,把松散的堆变成一个实用的临时柱子,可以承受巨大的压缩力。他们的方法是把绳子绕在桩上(他们一层一层地堆起来),这样绳子就会“卡住”岩石,基本上把它们变成一块大石头。

霍尔姆斯说:“真空包装的咖啡豆容器就是一个例子。“它就像一块砖。当你限制一堆像液体一样流动的颗粒时,就会发生堵塞,这样它们就会表现得像固体一样。”绳圈通过增加接触点来限制岩石,防止岩石移动。
令人惊讶的是,如果颗粒之间有足够的摩擦力,这些环可以间隔得很远。霍尔姆斯说:“这个临界间距实际上可能比岩石的大小还要大一些。”“因为摩擦有助于将它们和线圈固定在一起。我们的公式是基于弦的柔韧性和颗粒的摩擦特性。”
除了制作柱子,Holmes和Guerra还与麻省理工学院建筑学教授Skylar Tibbits合作,澳门威尼斯人注册网站研究了可以变成梁或板的颗粒和环结构,他们还在继续澳门威尼斯人注册网站研究实现这一目标的方法。
“这太酷了,”格拉说。“当你站在其中一个东西上时,你会觉得,‘这应该不能工作!’”

最终,福尔摩斯希望看到这种极简主义的技术应用于更宏伟的临时建筑,以不与自然冲突的方式支撑道路或海堤。
“我们可以考虑根本不用绳子,”霍姆斯说。“也许我们应该使用生长材料的根来稳定结构,以防止风或水的侵蚀。有一些自然成分可以帮助它们自我修复并适应土地的变化。我们有很多方法可以让这些临时结构永久化,但我认为和谐的方法更有吸引力。”