야구의 마법 진흙의 비밀

야구의 유명한 "마법" 진흙의 독특한 특성은 지금까지 과학적으로 정량화된 적이 없습니다.

미국 국립과학원 회보 (PNAS) 에 실린 새로운 논문에서 펜실베이니아대 공학 및 응용과학 대학(펜실베이니아 공과대학)과 예술 및 과학 대학(SAS)의 연구자들은 마법의 진흙을 그토록 특별한 특징으로 꼽았습니다.

"피부 크림처럼 퍼지고 사포처럼 잡힙니다." 논문의 첫 번째 저자이자 SAS의 지구 및 환경 과학(EES)의 Edmund J. 및 Louise W. Kahn 기부 교수이자 Penn Engineering의 기계 공학 및 응용 역학(MEAM)의 Douglas J. Jerolmack 연구실과 MEAM 및 화학 및 생물 분자 공학(CBE)의 Eduardo D. Glandt Distinguished Scholar 겸 교수인 Paulo Arratia 연구실의 박사후 연구원인 Shravan Pradeep의 말입니다.

2019년, 스포츠 기자 매튜 구티에레스의 요청에 따라, 이 그룹은 사우스저지의 비밀 장소에서 Bintliff 가족이 여러 세대에 걸쳐 수확한 진흙의 구성과 흐름 거동을 분석했습니다. 이 진흙은 각 팀의 장비 관리자가 올해 플레이오프를 포함한 메이저 리그 야구(MLB)의 모든 경기 공에 적용합니다. Jerolmack은 "우리는 빠른 분석을 제공했지만, 과학적 증거 수준까지는 아니었습니다."라고 말합니다.

수많은 기사와 TV에서 MLB 선수부터 Bintliffs까지 모든 사람을 인용하여 진흙의 효과에 대해 진흙을 설명했지만, 연구자들은 선수들이 주장하듯이 진흙이 실제로 공의 성능을 향상시킨다는 과학적 증거를 찾을 수 없었습니다. Jerolmack은 "저는 이 진흙의 사용이 미신에 근거한 것인지에 대해 매우 관심이 있었습니다."라고 말합니다.

2년 후, Pradeep이 연구실에 합류했을 때 그는 진흙이 실제로 효과가 있는지 확인하기 위해 세 가지 실험을 고안하는 데 앞장섰습니다. 하나는 퍼짐성을 측정하는 실험, 하나는 끈적임을 측정하는 실험, 마지막 하나는 야구공과 손가락의 마찰에 미치는 효과를 측정하는 실험이었습니다.

처음 두 가지 품질은 기존 장비(각각 레오미터와 원자력 현미경)를 사용하여 측정할 수 있지만, 진흙의 마찰 효과를 측정하기 위해 연구자들은 인간 손가락의 특성을 모방한 새로운 실험 장치를 구축해야 했습니다. "문제는 공, 손가락, 그리고 그 둘 사이의 작은 오일 사이의 마찰을 어떻게 정량화하느냐입니다." 아라티아가 말합니다.

연구진은 이 문제를 해결하기 위해 인간의 피부와 같은 탄성을 가진 고무와 같은 재료를 만들고, 인간의 피부에서 분비되는 것과 비슷한 오일을 그 위에 바른 다음, MLB에서 정한 방식으로 진흙을 묻힌 야구공 조각에 오일이 묻은 재료를 조심스럽고 체계적으로 문질렀습니다.

MEAM의 선임이자 논문의 공동 저자인 Xiangyu Chen은 인공 손가락 기구를 고안하는 데 중요한 역할을 했습니다. Chen은 "우리는 일관된 손가락과 같은 소재가 필요했습니다."라고 말합니다. "그저 손가락을 대고 있으면 일관된 결과가 나오지 않을 것입니다."

연구자들은 그들의 연구가 MLB 선수들이 오랫동안 주장해 온 것을 확인시켜 주었다고 말합니다. 즉, 마법의 진흙은 효과가 있으며 플레이오프 수염과 랠리 캡과 같은 단순한 미신이 아니라는 것입니다. "그것은 그 세 가지를 실현할 수 있는 적절한 혼합물을 가지고 있습니다."라고 제롤맥은 말합니다. "퍼짐, 그립, 끈적임."

MLB는 마법의 진흙을 합성 윤활제로 대체하는 것을 모색했지만, 지금까지 진흙의 특성을 재현하는 데 실패했습니다. 연구자들은 원래의 것을 고수할 것을 제안합니다. "이 가족은 친환경적이고 지속 가능한 일을 하고 있으며, 실제로 재현하기 어려운 효과를 내고 있습니다."라고 Jerolmack은 말합니다.

야구를 넘어, 연구자들은 그들의 연구와 진흙의 스타 지위가 윤활제로 천연 소재를 사용하는 데 더 많은 관심을 불러일으킬 수 있기를 바라고 있습니다. "이것은 단지 우리가 지오소재가 이미 지속 가능한 방식으로 어떻게 사용되고 있는지 보여줄 수 있는 장소일 뿐입니다."라고 아라티아는 말합니다. "그리고 그것이 어떻게 우리에게 처음부터 생산하기 어려울 수 있는 절묘한 특성을 줄 수 있는지."

이 연구는 펜실베이니아 대학교 공학 및 응용 과학 대학과 예술 및 과학 대학에서 수행되었으며, 국가 과학 재단(NSF) 주요 연구 계측 지원(NSF-MRI-1920156), NSF Penn MRSEC(NSF-DMR-1720530), 정밀 농업을 위한 사물 인터넷을 위한 NSF 공학 연구 센터(NSF-EEC-1941529), 아날로그 연구 프로그램을 통한 NASA 행성 과학 및 기술(PSTAR 보조금 80NSSC22K1313), 육군 연구 사무국(ARO 보조금 W911NF2010113), Penn Center for Soft and Living Matter 박사후 펠로우십, 그리고 NSF 보조금 ECCS-1542153의 지원을 받은 국가 나노기술 조정 인프라(NNCI) 회원인 펜실베이니아 대학교의 Singh Center for Nanotechnology의 지원을 받았습니다.

추가 공동 저자로는 펜실베이니아 대학과 노르웨이 지반 공학 연구소의 알리 세이푸리, 펜실베이니아 대학의 데이비드 반이 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/11/241104150622.htm