Daterar tillbaka mer än 3, 000 år, stickning är en gammal form av tillverkning, men Elisabetta Matsumoto från Georgia Institute of Technology i Atlanta tror att förstå hur stygnstyper styr form och stretchighet kommer att vara ovärderlig för att designa nya "avstämbara" material. Till exempel, tygliknande flexibelt material kan tillverkas för att ersätta biologiska vävnader, såsom trasiga ledband, med stretchighet och storlek anpassad för att passa varje individ.

Vid American Physical Society March Meeting i Boston den här veckan, Matsumoto kommer att presentera sitt arbete med de matematiska regler som ligger till grund för stickning. Hon kommer också att delta i en presskonferens som beskriver arbetet. Information för att logga in för att titta och ställa frågor på distans finns i slutet av detta pressmeddelande.

"Genom att välja en söm väljer du inte bara geometrin utan de elastiska egenskaperna, och det betyder att du kan bygga in rätt mekaniska egenskaper för allt från rymdteknik till vävnadsställningsmaterial, sa Matsumoto.

Matsumoto tyckte om att sticka som barn och när hon senare blev intresserad av matematik och fysik, hon utvecklade en ny uppskattning för sin hobby.

"Jag insåg att det bara finns en enorm mängd matematik och materialvetenskap som går in på textilier, men det tas otroligt mycket för givet, sa Matsumoto.

"Varje typ av söm har en annan elasticitet, och om vi räknar ut allt möjligt kan vi skapa saker som är stela på en viss plats med en viss typ av söm, och använd en annan typ av söm på ett annat ställe för att få olika funktioner. "

Medlemmar i Matsumoto -gruppen börjar fördjupa sig i den komplexa matematiken som kodar för mekaniska egenskaper inom den sammanlänkade serien av slipknutar av ett material. Men att tillämpa knutteoriens rena matematik på den enorma katalogen över stickmönster är en knepig process för Matsumotos doktorand, Shashank Markande.

"Sömmar har några mycket konstiga begränsningar; till exempel Jag måste kunna göra det med två nålar och en bit garn - hur översätter man det till matte? "Sa Matsumoto.

Men Markande börjar bygga den stickade algebran till större, mer komplexa mönster, och han matar detta in i den elastiska modelleringen av enkla gallerliknande stickningar, som Matsumotos post-doc, Michael Dimitriyev utvecklas.

Dimitriyevs lösningskod för tygbeteende visar potential utöver materialdesign, inom datorspelsgrafik.

"Tyg och tyg tenderar att se lite konstigt ut i dataspel eftersom de använder enkla pärla- och fjäderelasticitetsmodeller, så om vi kan komma på ett enkelt upplägg av differentialekvationer kan det hjälpa saker att se bättre ut, sa Matsumoto.

För tillfället, Matsumoto -gruppen fokuserar på mycket enkla stygnmönster och kurvor i stickade galler; dock, snart hoppas de kunna förstå hur stickor beter sig i 3D.

Men när de retar ut matten mellan stygnen, Matsumoto ser till att de håller ögonen på hur dessa mönster hänger ihop genom att arrangera en och annan crafting -session med origamigruppen bredvid.