Naukowcy odkrywają od dawna tajemnicze właściwości „magicznego” błota baseballowego, którego każda drużyna MLB używa do smarowania piłek meczowych.
Unikalne właściwości słynnego „magicznego” błota baseballowego nigdy nie zostały naukowo określone ilościowo – aż do teraz.
W nowym artykule opublikowanym dzisiaj (4 listopada) w Postępowanie Narodowej Akademii Nauk (PNAS), badacze z Uniwersytet PensylwaniiSchool of Engineering and Applied Science (Penn Engineering) oraz School of Arts & Sciences (SAS) ujawniają, co nadaje „magicznemu błocie” baseballu jego wyjątkowe właściwości.
„Rozprzestrzenia się jak krem do skóry i chwyta jak papier ścierny” – wyjaśnia Shravan Pradeep, główny autor badania i pracownik naukowy ze stopniem doktora w laboratoriach Douglasa J. Jerolmacka, profesora nauk o Ziemi i Środowisku (EES) w SAS oraz inżynierii mechanicznej i Mechanika Stosowana (MEAM) w Penn Engineering oraz Paulo Arratia, Eduardo D. Glandt, wybitny naukowiec i profesor MEAM oraz inżynierii chemicznej i biomolekularnej (CBE).
Fascynacja magicznym błotem w Major League Baseball
W 2019 r. na prośbę pisarza sportowego Matthew Gutierreza zespół najpierw przeanalizował skład i zachowanie błota, które zostało gromadzone przez dziesięciolecia przez rodzinę Bintliff w tajnym miejscu w South Jersey. Menedżer sprzętu każdej drużyny MLB nakłada to błoto na każdą piłkę meczową, łącznie z piłkami używanymi w fazie play-off. „Dostarczyliśmy szybką analizę” – mówi Jerolmack – „ale nie niczego, co osiągnęło poziom dowodu naukowego”.
Pomimo licznych artykułów i programów telewizyjnych opisujących błoto, w których wszyscy, od graczy MLB po drużynę Bintliffów, wspominają o działaniu błota, badaczom nie udało się znaleźć żadnych naukowych dowodów na to, że błoto faktycznie poprawia działanie piłek, jak twierdzą gracze. „Bardzo interesowało mnie, czy stosowanie tego błota wynika z przesądów” – mówi Jerolmack.
Eksperymenty naukowe dotyczące smarowalności, lepkości i tarcia
Dwa lata później, kiedy Pradeep dołączył do laboratoriów, objął kierownictwo w opracowywaniu trzech zestawów eksperymentów mających na celu ustalenie, czy błoto rzeczywiście działa: jeden mierzący jego rozprowadzalność, drugi mierzący lepkość i jeden mierzący jego wpływ na tarcie piłek baseballowych o opuszki palców.
Dwie pierwsze właściwości można było zmierzyć za pomocą istniejącego sprzętu – odpowiednio reometru i mikroskopii sił atomowych – ale aby zmierzyć wpływ tarcia błota, naukowcy musieli zbudować nowy układ eksperymentalny, naśladujący właściwości ludzkich palców. „Pytanie brzmi: jak określić ilościowo tarcie pomiędzy piłką, palcem i małymi olejkami pomiędzy nimi?” mówi Arratia.
Aby rozwiązać problem, naukowcy stworzyli gumopodobny materiał o tej samej elastyczności co ludzka skóra i pokryli go olejem podobnym do tego wydzielanego przez ludzką skórę, a następnie ostrożnie i systematycznie nacierali naoliwionym materiałem o zabłocone paski piłek baseballowych. w sposób określony przez MLB.
Xiangyu Chen, starszy MEAM i współautor artykułu, odegrał kluczową rolę w opracowaniu aparatu sztucznego palca. „Musieliśmy mieć spójny materiał przypominający palce” – mówi Chen. „Gdybyśmy tylko trzymali za to kciuki, nie przyniosłoby to bardzo spójnych wyników”.
Wyniki: Potwierdzono zalety działania Magic Mud
Naukowcy twierdzą, że ich praca potwierdza to, co od dawna wyznawali gracze MLB: że magiczne błoto działa, a nie tylko przesądem, takim jak brody w fazie play-off i czapki rajdowe. „Ma odpowiednią mieszankę, aby spełnić te trzy rzeczy” – mówi Jerolmack. „Rozciąganie, chwytanie i lepkość”.
MLB rozważało wymianę magiczne błoto z syntetycznymi lubrykantamiale jak dotąd nie udało się odtworzyć właściwości błota. Naukowcy sugerują trzymanie się oryginału. „Ta rodzina robi coś ekologicznego i zrównoważonego, co faktycznie daje efekt trudny do odtworzenia” – mówi Jerolmack.
Naukowcy mają nadzieję, że poza baseballem ich praca – i status gwiazdy błota – wzbudzi większe zainteresowanie wykorzystaniem naturalnych materiałów jako smarów. „To dla nas miejsce, aby pokazać, jak geomateriały są już wykorzystywane w sposób zrównoważony” – mówi Arratia, „i jak mogą zapewnić nam wyjątkowe właściwości, które mogą być trudne do uzyskania od podstaw”.
Odniesienie: „Mechanika miękkiej materii trącego błota baseballu” 4 listopada 2024 r., Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.
Badanie to przeprowadzono w Szkole Inżynierii i Nauk Stosowanych oraz Szkole Sztuki i Nauki Uniwersytetu Pensylwanii i częściowo przy wsparciu National Science Foundation (NSF) Major Research Instrumentation Award (NSF-MRI-1920156), NSF Penn MRSEC (NSF -DMR-1720530), Centrum Badań Inżynieryjnych NSF w zakresie Internetu rzeczy dla rolnictwa precyzyjnego (NSF-EEC-1941529), NASA Program badań planetarnych i technologii poprzez analogi (grant PSTAR 80NSSC22K1313), Biuro Badań Armii (Grant ARO W911NF2010113), stypendium podoktorskie Penn Center for Soft and Living Matter oraz Centrum Nanotechnologii Singh na Uniwersytecie Pensylwanii, krajowa infrastruktura skoordynowana nanotechnologii (NNCI ) członek wspierany przez NSF Grant ECCS-1542153.
Dodatkowi współautorzy to Ali Seiphoori z Uniwersytetu Pensylwanii i Norweskiego Instytutu Geotechnicznego oraz David Vann z Uniwersytetu Pensylwanii.
