棒球著名的“魔法”泥土的显著特性,直到现在才得到了适当的研究。在这项研究中,研究人员揭示了这种独特泥土的魔力背后的秘密。
到目前为止,棒球著名的“魔法”泥土的非凡特性尚未经过科学研究。
宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院(Penn Engineering)和文理学院(SAS)的科学家们在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的一项最新研究揭示了这种泥土的独特之处。
研究的首席作者、道格拉斯·J·杰罗马克和保罗·阿拉提亚实验室的博士后研究员施拉万·普拉迪普解释说:“它像乳霜一样涂抹,握感类似砂纸。”
在2019年,面对体育记者马修·古铁雷斯的询问,研究团队对这种泥土的成分和行为进行了检查,这种泥土传统上由宾特利夫一家从新泽西南部的一个隐秘地点收集。这种泥土被应用于大联盟棒球(MLB)中的每一个比赛球,包括今年的季后赛。“我们提供了快速分析,”杰罗马克表示,“但它并没有达到科学验证。”
尽管各种文章和电视节目已经强调了这泥土,并包含了从MLB球员到宾特利夫一家的关于其性能效果的观点,但研究人员并未发现任何科学证据支持泥土增强球性能的说法。“我很好奇这种泥土的使用是否更多的是迷信而非事实,”杰罗马克提到。
两年后,普拉迪普主动创建了三个不同的实验来调查这泥土是否有效:一个评估其扩散能力,另一个评估其粘性,第三个测试其对棒球与指尖之间摩擦的影响。
前两个特性使用专门设备评估——一个流变仪用于扩展性和原子力显微镜用于粘性——但为了测量摩擦,研究人员构建了一种模拟人类指尖条件的新设备。“我们需要量化球与手指及其油脂的相互作用,”阿拉提亚说。
为了解决这个问题,研究人员开发了一种橡胶状物质,模仿人类皮肤的弹性,并用类似人类皮肤油的油脂涂覆它,然后按照美国职棒大联盟的规格有条不紊地将这种涂油的表面与覆盖魔法泥土的棒球条摩擦。
MEAM的一名大四学生和研究的共同作者席阳宇在创建这种人造手指设备中发挥了关键作用。他解释说:“我们需要一种一致的人指材料。使用真实的手指不会产生一致的结果。”
研究结果支持了MLB球员长期以来的主张:魔法泥土是有效的,而不仅仅是一种迷信,如季后赛胡须或欢呼帽。“它含有正确的混合物,可以实现这三种功能:扩散、抓握和粘性,”杰罗马克表示。
尽管MLB试图用合成替代品取代魔法泥土,但到目前为止,他们未能复制其独特特性。研究人员倡导继续使用原始泥土。“这个家庭参与一种绿色和可持续的实践,产生的结果是难以复制的,”杰罗马克评论道。
此外,研究人员希望他们的研究——以及魔法泥土的新发现名声——将鼓励更多人关注使用天然材料作为润滑剂。“这提供了一个机会来展示地质材料已如何可持续应用,”阿拉提亚总结道,“它们可以提供难以通过合成方式创造的显著特性。”
这项研究是在宾夕法尼亚大学的工程与应用科学学院和文理学院进行的,得到了包括国家科学基金会(NSF)和NASA在内的多个组织的支持。
其他共同作者包括宾夕法尼亚大学和挪威地质技术研究所的阿里·赛甫赫里以及宾夕法尼亚大学的戴维·范恩。