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带状的环状结构激励着物理学家

字号+ 作者:admin 来源:小丑鱼-分享科普知识 2019-11-19 17:55

日本物理学家表示,对色带环在收紧时如何响应的简单研究发现了各种不同的行为。他们的研究结果可能有助于解释生物学现象,例如蛋白质如何与DNA相互作用或豌豆卷须如何攀爬。 该带状是很常见的,说: 弘文和田,日本立命馆大学的物理学家。带状现象的范围从螺旋细菌到蛋白质和纳米材料。他说:

  日本物理学家表示,对色带环在收紧时如何响应的简单研究发现了各种不同的行为。他们的研究结果可能有助于解释生物学现象,例如蛋白质如何与DNA相互作用或豌豆卷须如何攀爬。

带状的环状结构激励着物理学家

  “该带状是很常见的,说:” 弘文和田,日本立命馆大学的物理学家。带状现象的范围从螺旋细菌到蛋白质和纳米材料。他说:“要研究许多生物学问题,我们必须更深入地了解带状物体的基本特性。”

  Wada及其同事进行的实验非常简单:将回圈放在纸带中,将其夹在两端,然后拉动回圈以查看会发生什么。Wada说:“我们一开始就以为已经有人做过。” “有人应该已经做到了。”

  非直觉行为

  法国ESPCI的朱利安·肖邦(Julien Chopin)解释说,尽管色带看起来很简单,但其行为实际上要比一维线复杂得多。与金属丝不同,碳带具有额外的尺寸-宽度。尽管像导线一样弯曲带状是很容易的,但是很难沿着这个额外的尺寸弯曲带状。肖邦说,这种对色带几何形状的额外限制会导致复杂,非直觉的行为。

  在现实生活中,所有的灯丝都有一定的宽度,因此并不总是清楚扁平的长灯丝的行为更像一维金属丝或二维带。Wada和他的同事发现,将环状细丝分类为带状而非线状的参数是细丝的宽度与环状物的高度之比。

  “基本上对每个人都很有趣,不仅是”立命馆大学的和田博文

  他们发现,根据环的初始配置,拉动环可能会导致三种不同的几何形状。循环可能会收缩,直到形成“纽结”,从而使纸张起皱。该环还可以形成两种类型的扭曲形状,称为“螺旋形”和“弹出”,它们都不会使纸张起皱。通过对数千个色带进行数千次该实验,他们发现哪种几何条件会导致折痕,螺旋状或弹出。

  研究人员还发现,线圈的行为仅取决于碳带的几何形状,而不取决于其材料。Wada说:“但是,与此同时,我们还不确定该属性是否真正通用。”

  比例模型

  这些宏观色带用作研究微观色带物理的实用比例模型。尽管它们比细菌或纳米结构中的结构大得多,但纸带却更易于控制和操纵。肖邦说:“通过这种宏观实验,您几乎可以轻松测量任何东西。” “您可以从中了解微观的色带。”

  而且,和田说,纸张很便宜。他补充说:“而且,对所有人而言,不仅对科学家而言,这很有趣。” Wada在他的办公室里有几个丝带状的玩具,例如从办公室天花板上悬挂着的螺旋彩虹彩带。

  团队的下一步是尝试使用不同的材料进行实验,以更好地了解弹性如何影响拉环的几何形状。研究人员已经开始进行类似的实验,以研究使用橡皮筋的环。

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