Математика объяснила образование морщин

Гироид. Изображение с сайта psc.edu

Математики предложили модель укладки волокон кератина в коже, которая объясняет необычные свойства этого органа - в частности, его способность впитывать очень большие количества воды с образованием морщин. Работа ученых опубликована в журнале Journal of the Royal Society Interface, а коротко о ней пишет Wired.

Верхний слой кожи может впитать очень большое количество воды, однако при этом он сохраняет свои защитные свойства. Такая стабильность объясняется особым строением кожи, а точнее, пространственной организацией входящего в ее состав белка кератина. До сих пор ученые до конца не понимают, как именно уложены кератиновые тяжи.

Авторы новой работы предположили, что в основе строения кожи могут лежать гироиды - особый тип поверхности, который примерно задается уравнением вида cosxxsin y + cosyxsin z +
+ coszxsin x = 0. Пример гироида изображен на иллюстрации к этой новости.

По мнению ученых, тяжи кератина уложены так, как будто они находятся в полостях виртуального гироида с определенным образом подобранными параметрами (собственно поверхности гироида в коже нет). В этом случае слой кератина получается достаточно прочным, чтобы обеспечивать защиту, но при этом он способен довольно сильно изгибаться, формируя характерные морщины (нижние слои кожи воду не впитывают, и их форма не меняется, соответственно, морщиниться "приходится" именно верхнему слою).