多稳态串联折纸结构的非线性动力学特性

折纸结构和折纸力学超材料由于其无穷的设计空间、出色的变形能力、超常规力学特性和广泛的应用前景,最近受到了学术界和工程界的 广泛关注.特别地,某些折纸结构单胞由于具有独特的双稳态特性而获得深入研究.注意到折纸结构和折纸超材料通常由多胞构成,但多胞 结构的多稳态特性及其诱发的动力学行为尚不清晰,相关的研究还较少.本文在双稳态Miura-ori堆叠结构单胞的基础上,研究由两个异构 双稳态单胞基于力平衡串联而成的结构.静力学分析指出,双胞串联结构具有4个定性不同的稳定构型,呈现出多稳态特征.动力学分析指 出,双胞串联结构在4个稳定构型处具有显著不同的固有频率特征. 逐渐增大激励幅值,双胞串联结构的多稳态特性诱发出类型丰富的复杂 非线性动力学响应,包括亚谐、超谐甚至混沌的阱内和阱间振动. 根据幅值特征,我们将稳态动力学响应分为九类,并开展了动力学响应的 吸引盆和吸引盆稳定性分析.结果表明,不同类型动力学响应的吸引盆稳定性(即出现概率)显著不同,且与激励幅值密切相关.本文得到的 多稳态双胞串联结构的静力学特性、动力学响应的分类,以及吸引盆稳定性相对于激励幅值的演化规律,对深入认识多稳态折纸结构的非 线性动力学特性,调控非线性动力学响应具有参考价值和指导意义.      

框架核酸在蛋白精确组装中的应用

除了作为遗传信息的载体,DNA所展现出的特殊的材料性能引起了广泛关注。基于碱基互补配对原则的精确性和可编程性使得核酸纳米结构的构建逐步从一维单链发展到二维平面以及三维立体结构。计算机辅助工具的进步也促进了各种大小和形状的DNA纳米结构的自动化设计,而近年来构建的“框架核酸（Framework Nucleic Acids, FNAs）”为生物大分子纳米尺度上的精确排列提供了新方法,其固有的生物学功能以及可定制的特性使得其在物理,化学和生物等领域具有十分广阔的应用前景。本综述阐述了精确自组装的框架核酸的概念,并概述了框架核酸在蛋白精确组装等领域的最新进展。我们重点论述了框架核酸的优势所带来的对蛋白空间排布及其性能的调控能力,讨论了该领域存在的挑战,并对该领域的发展机遇进行了展望。     

基于DNA折纸模板的铁原子阵列构建及其信息加密应用

在后摩尔时代,突破原有技术极限,进行原子尺度的精准构筑,是当前的重大科学问题.DNA作为具有原子级精准度的生物大分子,能够进行程序性的分子识别,构筑原子数量与位置均严格确定的自组装结构,因此是进行原子制造的理想平台.本文提出基于DNA自组装折纸结构的精准定位能力,构筑铁原子阵列图案,并应用于对信息的加密.实验结果表明,采用类似“信息预置”的方法,铁原子成功实现在DNA折纸不同位置的高效定位,此方法还极大降低了实验工作量,非常有利于多种不同阵列图案的平行制备.利用所构建的铁原子阵列,本文发展了原子阵列DNA折纸加密技术,将密文编码为二进制并用类似盲文斑点的形式在DNA折纸上以特定图案表示,通过单分子成像手段对密文信息进行了读取,而密钥长度可高达700位以上.作为示例,成功地对普通文本及唐诗《登鹳雀楼》进行了加密,证明了此策略的通用性和实用性.     

Diamond折纸管状结构轴向冲击性能分析

为了降低薄壁管状结构受轴向冲击时的初始峰值载荷,将diamond刚性折纸模型引入到薄壁管状结构的设计中.利用有限元分析方法,以方形截面为例,分析了diamond折纸管状结构的轴向冲击性能.结果表明:相比于传统方形薄壁管,diamond折纸管状结构具有较低的初始峰值载荷和更加平稳的变形过程.得出了diamond折纸管状结构按折纸预折形式变形的临界条件.分析了diamond折纸管状结构在轴向冲击载荷作用下,底角对初始峰值载荷和平均冲击载荷的影响.     

折纸教具在立体化学中的应用——一种好的教学手段

一种折纸教具模型，能用来代替Ｋｅｋｌｅ模型和Ｓｔｕａｒｔ模型，十分方便地解决了立体构象和在合成中立体控制的教学难点。这是一种新的折纸教具模型系列     

折纸结构和折纸超材料动力学研究进展

折纸结构和折纸超材料由于其无穷的设计空间,突出的变形状、变大小、变拓扑特性,以及由折叠诱发的超常规力学特性,在最近几年迅速成为数学、物理和工程学科的研究前沿和热点.折纸结构和折纸超材料在航天、医疗、材料、机器人等众多工程领域具有广泛的应用前景,其典型的代表包括大型空间可展开结构、自折叠可重构机器人、微型可折叠器械等.随...     

DNA折纸术研究进展

DNA折纸术是近年来提出的一种全新的DNA自组装的方法,是DNA纳米技术与DNA自组装领域的一个重大进展。与传统的DNA自组装技术不同,DNA折纸术通过将一条长的DNA单链（通常为基因组DNA）与一系列经过设计的短DNA片段进行碱基互补,能够可控地构造出高度复杂的纳米图案或结构,在新兴的纳米领域中具有广泛的潜在应用。本文在介绍DNA折纸术相关原理的基础上,就DNA折纸术的起源、发展及其在DNA芯片、纳米元件与材料等领域的潜在应用进行了概述,探讨了DNA折纸术未来可能的发展方向。     

有关折纸的中考题几例

当前的中考试题出现了很多集知识性、趣味性于一体的新颖试题,这类试题寓教于乐,拉近了数学与同学们生活之间的距离,开阔了同学们的视野.下面笔者分类解几例纸条折叠中考题.一、折纸求角