Sejak lebih dari 3.000 tahun yang lalu rajutan adalah salah satu bentuk dari manufaktur kuno. Tetapi Elisabetta Matsumoto dari Georgia Institute of Technology di Atlanta percaya bahwa dengan memahami bagaimana berbagai jenis rajutan dapat mengatur bentuk dan peregangannya, akan sangat berharga untuk merancang sebuah bahan baru yang dapat disetel.
Misalnya, sejenis bahan yang menyerupai jaringan fleksibel yang dapat dibuat untuk menggantikan jaringan biologis seperti ligamen (pita-pita keras yang menghubungkan tulang dengan tulang di dalam tubuh) yang rusak, berdasarkan pada peregangan dan ukuran yang disesuaikan dengan kebutuhan masing-masing individu.
“Dengan merajut, Anda tidak hanya memilih secara geometris tetapi juga sifat elastisnya, dan itu berarti Anda dapat membangun sifat mekanik yang tepat untuk apa pun, mulai dari rekayasa ruang angkasa hingga bahan perancah jaringan,” kata Matsumoto.
Matsumoto mulai menyenangi merajut sejak masik anak-anak dan ketika ia kemudian tertarik pada matematika dan fisika, ia mengembangkan apresiasi baru untuk hobinya tersebut.
“Saya menyadari bahwa hanya ada sejumlah besar ilmu matematika dan materi yang masuk ke industri tekstil, tetapi itu dianggap begitu buruk,” kata Matsumoto.
“Setiap jenis rajutan memiliki elastisitas yang berbeda, dan jika kita mengetahui segala sesuatu yang mungkin maka kita dapat membuat benda-benda yang kaku di tempat tertentu menggunakan jenis jahitan tertentu, dan menggunakan jenis jahitan yang berbeda di tempat lain untuk mendapatkan fungsi yang berbeda.”
Anggota kelompok Matsumoto mulai mempelajari matematika yang rumit yang mengkodekan sifat-sifat mekanis dalam rangkaian yang saling terkait dari simpul-simpul yang menyelinap pada suatu material. Tetapi menerapkan matematika murni dari teori simpul ke dalam katalog besar pola rajutan adalah proses yang rumit bagi Shashank Markande, salah satu dari anggota dari tim.
“Sebuah rajutan memiliki beberapa kendala yang sangat aneh; misalnya, saya harus bisa membuatnya dengan dua jarum dan selembar benang – bagaimana Anda menerjemahkannya ke dalam matematika?” kata Matsumoto.
Tapi Markande mulai membangun aljabar rajutan menjadi pola yang lebih besar, lebih kompleks , dan dia memasukkannya ke dalam pemodelan rajutan elastis yang menyerupai kisi-kisi, yang dikembangkan oleh Michael Dimitriyev.
Kode pemecahan perilaku kain Dimitriyev menunjukkan potensi di luar desain material, dalam ranah grafik permainan komputer.
“Kain dan pakaian cenderung terlihat sedikit aneh pada permainan komputer karena menggunakan manik-manik sederhana dan model elastisitas pegas, jadi jika kita dapat membuat set up persamaan diferensial yang sederhana, hal itu dapat membantu segalanya terlihat lebih baik,” kata Matsumoto.
Untuk saat ini, kelompok Matsumoto berfokus pada pola-pola dan kurva jahitan yang sangat sederhana dalam kisi rajutan; Namun, mereka berharap untuk segera dapat memahami bagaimana rajutan berperilaku dalam 3-D.
Seiring mereka mempelajari matematika di antara rajutan, Matsumoto memastikan mereka mengawasi bagaimana pola-pola ini bersatu dengan sesekali mengatur sesi bersama kelompok kerajinan origami.
