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“所有人都推论公式”! 90后研究人员将解决世

研究者构建的全新手性超结构 受访者供图文字| 《中国科学每日记者王如何通讯员Yuxin》“当我最燃烧在大脑中时,我无法入睡。我必须得到褪黑激素来帮助睡眠,而梦想得到配方。” Fang Xin是国立国防大学出生于1990年代的研究员,终于需要在褪黑激素中睡觉。他花了6年的时间解决了世界上的问题。现有的工程材料不能同时考虑高强度和高硬度。要么很难折断(低硬度),例如陶瓷,金属等,这是“太困难且易于折叠”;或柔软易于改变(低强度),例如橡胶。这是一个世纪以来尚未解决的全球问题。为什么在扭曲绳索后比扭曲之前更坚固的棉花和亚麻材料?为什么将绳索绑起来后更轻,更轻?方Xin从大麻绳的质地中找到了解决上述问题的灵感。通过更换扭曲的变形变形的情况下,研究人员设计了一种新的手性超结构,破坏了材料和结构的机械性能,尝试了将近30种建模和分析思想,并促进了良好的“手性失真理论”。最近,该结果已发表在本质上。国立国防大学技术是纸的第一单元。 Fang Xin是第一作者和共同对应的作者。中国科学院和其他人的外国学者Gao Huajian是相应的集合。研究人员建造的新超级结构。图片是九点的访调员。 Fang Xin具有“借助”结构设计材料和他认为可以探索力学研究潜力的结构设计材料和方法的习惯。几乎所有的工程结构和设备车身都会追求轻巧,高度,高强度和高硬度。考虑这些特性意味着结构具有高弹性(机械能)能源存储的密度,高容量的负载以及良好的冲击力,轻质,微型化和运动灵敏度。以前,方XIN实现了一系列结果,导致了机械上层建筑的波动,智能调整,高强度和高能设计的强烈波动。他曾经提出了一种原始的超材料设计方法,该方法对金属材料的紧密度和形状进行了大尺寸,连续和快速调节。在2023年发表了自然材料的相关结果并提供了封面文章之后,当年6月,它们是自然界重要的全球技术发展。 Fang Xin介绍了他的相关研究工作。 Wang Haohao/抓住了这项科学研究结果的重要灵感,该研究起源于上述环境材料研究。这是2019年,方Xin正在进行与抗冲击的抵抗有关的研究。他想知道灵活的垫子如何挤出后,Erial会改变,因此他通过打印3D制作了一个带有无聊结构的灵活碗。 “我想到挤压柔性的角度会被放气,但实际上并非如此。” Fang Xin发现,切割后的编织碗被切割后旋转,类似于打结的绳索。这种意外的好处对方Xin感兴趣。“我认为这太了不起了。”他的想法充满了问题。碗与绳索非常相似。结构。 Fang Xin发现,不仅材料很难达到强度和硬度,而且结构也符合该定律。 “当今的工程和结构材料进行了数千种调整。在回顾了大量文献之后,我了解到这些调整的结构基于弯曲和屈曲,材料的材料耐药性基于这些理论。”方Xin说。高强度和高硬的材料和结构不能考虑问题通过控制变形模式的ESS?它立即以他在碗和绳索中获得的灵感接触了方·辛:“绳索将在打结后更轻,更轻。 工具。因此,方XIN还考虑添加一个结构以允许该过程自动完成。基于这些想法,研究人员提出了一个新王子,也就是说,用压缩的扭转结构代替压缩的扭转结构,作为桁架结构的原始结构,构建自由扭曲的手性细胞以诱导所需的扭曲模式,并创建新的手性扭曲模式,并破坏了强度的约束强度。底物本身的ND韧性,并设计底物本身的强度和韧性,并设计底物本身的强度和韧性,并设计具有扭曲变形而不是弯曲变形的强度和韧性的新结构,而不是弯曲的变形。与现有的无性轻量级结构相比,这种胆小的结构还可以增强高度的高度,并增加了高度的效果,并增加了高度的效果,并增加了高度的效果,并增加了50次的效果,并增加了50次的效果,并增加了较大的效果,并增加了较大的效果,并增加了50个率,并增加了高度的效果,并增加了50个速度,并增加了较大的效果,并且可以增加速度的效果。 5至160次,破坏了材料和结构的机械性能。尽管已经成功地建立了具有良好性能的手性上层建筑,但没人知道为什么这种结构可以显着改善材料和结构的性能,以及其背后的科学原理是什么。 Fang Xin发现,探索科学原理比开发结构要困难。方XIN与 - 深度讨论学术高吉安(Gao Huajian)是力学领域的有力学者。 Gao Huajian说:“ Thetorsion屈曲是结构力学的一个具有挑战性的经典问题。长期以来,研究人员试图在较大的变形条件下找到用于扭力屈曲的分析解决方案。但是,有些学者试图按数量模拟来研究此变形过程,但无法反映出这种机械力学的差异,以示范性地进行了表达。但这并不容易。为什么机械师的原理面临更大的科学挑战?原因是轴结构的“压缩扭转屈曲”是一种复杂的三维强大的非线性变形模式,它是DIF在3D几何空间中描述的典范,以促进三维变形的几何表达,平衡平衡的负载平衡,与兼容性关系的关系和数学方程结构。在Fang Xin找到了对手性失真问题的分析答案后,已经尝试了近30种建模方法。四个“工人”共同努力。那么,材料和结构的扭曲到底发生了什么,这大大提高了其性能? Fang Xin发现失真过程由四种类型的变形组成。如果将这种变形的四种类型的Kumbination与工人进行比较,那么丑陋的过程是共同工作的四个“工人”。方XIN在实验室。 Wang Haohao/四个“工人”的照片照片是他们负责的活动?方Xin介绍了他们每个人都履行职责并同时工作。弯曲过程中有两个“工人”,oNE负责接收压力,另一个负责制造弯曲材料。在失真过程中,还有另外两个“工人”,这使材料性能显着提高。除了弯曲上的两个“工人”外,一个还负责扭曲,另一个负责创建一个跨方向弯曲以扩大变形空间。这四个将共同在一起,使材料能够跳高强度和弹性(强烈的变形功能)。基于这一点,研究团队最终找到了针对手性失真问题的分析最佳解决方案,并建立了一个良好的“手性失真理论”,这导致了对问题的研究,以向前迈出一大步。根据报道,团队建立的手性分析模型可以准确计算变形的20%以内的变形结构。研究发现,压缩失真融合了许多变形模式,WHICH可以通过扭转和平面外变形而无需增加基本杆的应力,从而将能量储存的两倍以上,从而大大改善了在相同强度材料的屏障下机械性能的整体上层建筑。 “破碎!” Gao Huajian认为,这种理论性畸变揭示了材料和结构的高强度和高能量性能的产生机制,并将为航空,航空航天,船舶,高速金属和车辆等工业系统提供重要的解决方案。在手稿审查期间,该结果的结果经历了从提交到官方出版物的三个更改。 Fang Xin最激动的测试是第一个测试。实际上,审稿人的第一批审稿人只建议在没有重大更改的情况下改善一些细节。对于许多纸张贡献而言,这是个好消息,这意味着结果可以尽快发布。但是,方Xin建议添加S审查员在第一次测试后不会提及的内容。当时,方Xin发现四个NA“工人”在丑陋的过程中进行了合作。 “我的手性失真理论是准确的,但是描述过程中某些数学问题的解释还不够。审查员可能没有注意这些问题,并且可以在不更改论文的情况下发布。”方Xin说。他总是觉得数学的理论方程式不够完美,并且可以改善。 “我还没有准备好这样做。如果我不能做这项研究,没有人会注意并解决这个问题的未来很多年。其他人可能对此有疑问,当应用这种理论时。此外,手性变形的完善理论是促进研究机制的主要问题,也需要构成良好的基础。”对于那一点不幸的时候,方新的“寻求痛苦”的方法经历了他的r研究职业。当时,方Xin脱离了许多重要的会议。他的许多朋友和同事感到惊讶,为什么Fang Xin不参加会议?她通常在实验室里度过,即使她在夜间做梦也会得到数学公式。有时,我想到了一天的问题而着迷,但我的同事们甚至没有注意到她。超过两个星期后,方Xin并未做出新的发展。 “有人建议我找到将来解决这个问题的机会,但不会影响论文的出版。”方辛还认为它太痛苦了,他的身体无法应付,因此他下令进行30天的“截止日期”。这并不超过20天的后期,首先是Ingright Revision Fang Xin找到了最佳解决方案。 “尽管有一段时间可以完成三个月以上的修订,但最终以良好的结果结束,没有任何缺陷或遗憾。”大自然审稿人评论说,这是一项很棒的研究。 “ ba解决了结构上的能量,僵硬,力量和恢复压力的密度,这是一个重大的工程挑战,为非线性材料力学和具有不同应用的高焓材料提供了新的见解。 https://www.nature.com/articles/s41586-025-08658-z
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