手性种荚开放中的几何与力学

我们研究了紫荆（Bauhinia variegate）种荚开启的机械过程，发现了一种产生手性的机制，这种机制将最初平坦的种荚阀转变为螺旋形。我们研究了从种荚阀组织和模仿其结构的复合弹性材料切割的条带的构型。实验揭示了各种螺旋构型及其之间的锐利形态过渡。利用“不兼容弹性”的数学框架，我们将种荚建模为一条具有平坦内在度量和鞍形内在曲率的薄条。我们的理论分析定量预测了所有观察到的构型，从而将种荚的微观结构与宏观构形联系起来。我们建议这种类型的不兼容条可能在手性大分子的自组装中发挥作用，并可用于工程合成自成形设备。