SIMPEL GEOMETRISCH MODEL BESCHRIJFT DE VORMING VAN RIMPELS

Twee Engelse natuurkundigen hebben een model ontwikkeld waarmee ze het ontstaan van rimpels kunnen verklaren. Ze leidden een paar simpele formules af waarmee ze de onderlinge afstand en hoogte van rimpels kunnen voorspellen. Volgens de onderzoekers zal hun theorie goede diensten kunnen bewijzen bij de fabricage van volmaakt gladde folies en velletjes (Physical Review Letters, 21 feb).

Volgens Enrique Cerda en Lakshmin Mahadevan van de universiteit van Cambridge hebben systemen waarin rimpels kunnen ontstaan met elkaar gemeen dat ze zijn opgebouwd uit een dunne laag die vastzit aan een dikkere en steviger ondergrond. Als het vruchtvlees van een appel uitdroogt en begint te krimpen, moet de schil zich aanpassen en zijn oorspronkelijke oppervlak over een bol met een kleinere diameter uitspreiden. De grootte van de rimpels die zo ontstaan is een compromis tussen de wensen van de schil en het vruchtvlees. De dunne buitenlaag zou het liefst zo weinig – en vooral: zo groot mogelijke – rimpels maken. In een groot aantal kleinere rimpels zit veel meer energie opgesloten: probeer maar eens een heleboel S-bochten in elastiekje te leggen. De veel dikkere en steviger ondergrond heeft echter een voorkeur voor méér, maar dan wel kleinere rimpels. Uitgaande van deze tegenstrijdige effecten leidden Cerda en Mahadevan formules af die de afstand tussen de rimpels en de hoogte ervan uitdrukken in de afmetingen en mechanische eigenschappen (met name de stijfheid) van de twee componenten. Beide formules gaven juiste voorspellingen voor de rimpels op een uitgedroogde appel en de samengeknepen huid op de bovenkant van een hand.

De onderzoekers verwachten dat als eenmaal duidelijk is hoe en waar rimpels ontstaan, het wellicht ook mogelijk wordt ze te voorkomen. Daarbij mag niet worden vergeten dat bij de vorming van rimpels talrijke factoren een rol spelen, zoals de achteruitgang van de elastische eigenschappen als gevolg van veroudering en de precieze werking van de onderliggende spieren. Sommige rimpels kunnen bijvoorbeeld heel goed worden weggewerkt door bepaalde spieren te verlammen, hetgeen gebeurt tijdens de BOTOX-behandeling. Het is echter opvallend hoe goed een simpel geometrisch model als dat van Cerda en Mahadevan dit ingewikkelde natuurlijke proces beschrijft.