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新研究揭示玫瑰花瓣獨(dú)特卷曲形態(tài)背后的幾何奧秘

2025/5/8 9:33:47    來(lái)源：新華社CNML文字

　　新華社耶路撒冷5月7日電（記者王卓倫　馮國(guó)芮）耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)研究人員近日在新一期美國(guó)《科學(xué)》雜志上報(bào)告說，他們進(jìn)行的一項(xiàng)新研究揭示了玫瑰花瓣邊緣卷曲的幾何成因——“MCP不相容性”原理。這也是科學(xué)界首次在自然系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)這一幾何原理的適用案例。

　　根據(jù)耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)發(fā)布的新聞公報(bào)，長(zhǎng)期以來(lái)科學(xué)界普遍認(rèn)為，植物葉片和花瓣等自然薄膜在生長(zhǎng)過程中呈現(xiàn)卷曲形狀，主要源自“高斯不相容性”這一幾何應(yīng)力機(jī)制。然而，研究團(tuán)隊(duì)在對(duì)玫瑰花瓣的研究中發(fā)現(xiàn)，玫瑰花瓣卷曲并不符合這一傳統(tǒng)解釋。

　　研究人員通過數(shù)學(xué)建模、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和計(jì)算機(jī)模擬等手段，證實(shí)了“MCP不相容性”原理在玫瑰花瓣形態(tài)生成中的關(guān)鍵作用。正是這種幾何應(yīng)力的積聚，使得玫瑰花瓣邊緣形成典型的尖銳錐狀“尖點(diǎn)”。而這些“尖點(diǎn)”反過來(lái)又影響了花瓣的進(jìn)一步生長(zhǎng)方向。

　　這一發(fā)現(xiàn)揭示了玫瑰花瓣形狀的幾何奧秘，這是首次在自然系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)“MCP不相容性”原理塑造生命形態(tài)的案例。研究人員說，從玫瑰花瓣的卷曲中可以看到自然界如何利用應(yīng)力和幾何形變，引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)成型，這不僅有助于理解植物形態(tài)的形成機(jī)制，也為柔性電子、軟體機(jī)器人和仿生材料等前沿技術(shù)提供了借鑒。

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