เรขาคณิตเชื่อมโยงแบบบิดเบี้ยวบ่งบอกถึงเคมีอินทรีย์ใหม่

ข้อต่อเป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับเครื่องจักรที่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ คำนี้อธิบายการประกอบชิ้นส่วนที่แข็งซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยข้อต่อ จากแคตตาล็อกโครงสร้างขนาดใหญ่นี้ ความเชื่อมโยงที่วิศวกรมักสนใจมากที่สุดคือส่วนที่มีอิสระภายในระดับเดียว ซึ่งหมายความว่าสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้เพียงทางเดียวเท่านั้น ซึ่งช่วยให้ควบคุมการเคลื่อนที่ได้ดีขึ้น

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ มีการเชื่อมโยง

เพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ตรงตามข้อกำหนดนี้ – องค์ประกอบแบบกรรไกร ตัวเชื่อม Sarrus ตัวเชื่อม Bennett และตัวเชื่อม Bricard ตอนนี้นักวิจัยที่สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีโอกินาวาในญี่ปุ่นได้ค้นพบการเชื่อมโยงแบบใหม่ทั้งหมดที่มีระดับความเป็นอิสระภายในเพียงหนึ่งระดับ – Möbius Kaleidocycles รายงานในProceedings of the National Academy of Sciencesเสนอว่าการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีของการค้นพบอาจรวมถึงวิทยาการหุ่นยนต์และ

การออกแบบโมเลกุลวงแหวนอินทรีย์ใหม่ที่มีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่แปลกประหลาด” รวมถึงการตั้งคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับเรขาคณิต โทโพโลยี และ ข้อจำกัดของความคล่องตัวสำหรับการเชื่อมโยงแบบวงปิด ระดับความเป็นอิสระนักวิจัย – Johannes Schönke และ Eliot Fried – เริ่มต้นด้วยการตรวจสอบคาไลโดไซเคิลแบบคลาสสิกหกเท่าที่อธิบายโดย tetrahedra หกตัวที่เชื่อมต่อด้วยบานพับมุมฉากที่ขอบตรงข้ามเพื่อสร้างวงแหวนปิด ระดับความอิสระภายในระดับเดียวของโครงสร้างเหล่านี้คือการเคลื่อนตัวแบบหมุนวนโดยที่ใบหน้าที่แตกต่างกันของจัตุรมุขถูกเปิดเผยเมื่อ

โครงสร้างหันเข้าด้านในออกอย่างต่อเนื่อง ในทางตรงกันข้าม ตัวอย่างเช่น วงจรคาไลโดไซเคิลแปดเท่ามีองศาอิสระภายในสององศา การกด Schönke และ Fried เพื่อถามว่า “วงแหวนของN tetrahedra ที่เชื่อมด้วย บานพับ Nโดยทั่วไปมีกี่องศา เพื่อแก้ไขปัญหานี้ นักวิจัยได้คิดค้นคำจำกัดความสำหรับองศาความเป็นอิสระของมุมของ kaleidocycle tetrahedra ตามที่จำกัดโดยขอบจัตุรมุข อย่างไรก็ตาม หลังจากลบองศาอิสระหกองศาภายนอกที่สอดคล้องกับการแปลและการหมุนของวัตถุ

ที่แข็งกระด้างในอวกาศ คำจำกัดความ

ของพวกมันจะนำไปสู่วงจรคาไลโดไซเคิลหกเท่าโดยไม่มีองศาอิสระภายใน “มันปรากฏว่า K6 [หกล้อคาไลโดไซเคิล] เป็นตัวอย่างที่ไม่ธรรมดาของกลไกที่มีข้อจำกัดมากเกินไป” Schönke และ Fried อธิบายในรายงานของพวกเขา “ความสมมาตรสูงช่วยให้มีระดับความอิสระที่ซ่อนอยู่”บิดในนิทาน ต่อมา นักวิจัยได้ขยายการสืบสวนของพวกเขาไปยังคาไลโดไซเคิลของเตตระเฮดราที่เชื่อมต่อกันด้วยการบิดเพื่อให้ขอบบานพับมุมฉากอย่างเป็นทางการไม่ได้อยู่ที่มุมฉากอีกต่อไป 

พวกเขาพบว่าสำหรับลานคาไลโดไซเคิลตั้งแต่เจ็ดตัวขึ้นไปมีมุมวิกฤตด้านล่างซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างวงปิดอีกต่อไปนอกจากนี้ ในมุมวิกฤต องศาอิสระภายในทั้งหมดจะยุบลงเหลือเพียงระดับเดียว เช่นเดียวกับในกรณีของวงจรหกเท่าแบบคลาสสิก เนื่องจากวงแหวนที่ก่อตัวในลักษณะนี้มีลักษณะร่วมกันของโทโพโลยีของแถบ Möbius ซึ่งเพิ่งคุ้นเคยว่าเป็นไอคอนรีไซเคิล นักวิจัยจึงอธิบายว่าวงแหวนเหล่านี้เป็น Möbius kaleidocycles

เคมีแอนนูลีนที่คล้ายคลึงกันวิทยาการหุ่นยนต์เป็นหนึ่งในสาขาที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่จะได้รับประโยชน์จากคาไลโดไซเคิลประเภทใหม่นี้ โดยการรวมเข้ากับแขนหุ่นยนต์หรือวงแหวนว่ายน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง อย่างไรก็ตาม Schönke และ Fried ยังเน้นย้ำถึงความเป็นไปได้ในการสำรวจเคมีอินทรีย์

พวกเขาเน้นย้ำถึงงานก่อนหน้านี้เกี่ยวกับโมบิอุสแอนนูลีนส์ ซึ่งเป็นสารประกอบโมโนไซคลิกไฮโดรคาร์บอน เช่น เบนซิน แต่มีโทโพโลยีแบบบิดเบี้ยวของโมบิอุส ในปี ค.ศ. 1920 Edgar Heilbronner แสดงให้เห็นว่าMöbius annulenes 

ควรมีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์

ที่แปลกใหม่ ในปี 2014 Gaston Schaller ที่มหาวิทยาลัย Kiel ในเยอรมนีและเพื่อนร่วมงานได้สังเคราะห์แอนนูลีนที่มีโทโพโลยีวง Möbius สามเท่าที่เป็นที่ชื่นชอบอย่างกระฉับกระเฉงเหนือคู่ฉบับเดิม การเปรียบเทียบระหว่างกลยุทธ์ “บิดเป็นบิดเบี้ยว” ชาลเลอร์และเพื่อนร่วมงานใช้ในการผลิตแอนนูลีนที่มีความเครียดต่ำกว่า และมุมบิดต่ำสุดวิกฤตของโมบิอุสคาเลโดไซเคิลที่เทียบเท่าทอพอโลยี Schönke และ Fried สรุปได้ว่า “เราตั้งสมมติฐานว่าแอนนูลีนทำจาก โครงสร้างโมเลกุล (เทียบเท่ากับเตตระเฮดราของเรา) ที่มีมุมบิดใกล้กับมุมวิกฤตควรมีความเครียดน้อยที่สุด”

หัวข้อในอนาคตสำหรับการตรวจสอบพื้นฐานเพิ่มเติม ได้แก่ ความเป็นไปได้ของการเชื่อมโยงวงแหวนอื่นๆ ที่มีองค์ประกอบมากกว่าเจ็ดองค์ประกอบและระดับความเป็นอิสระเพียงระดับเดียว คำอธิบายสำหรับการเคลื่อนที่แบบเคลื่อนตัวที่รูปทรงของวงแหวนสามารถเกิดขึ้นได้ และโทโพโลยีและรูปทรงอื่นๆ ที่เป็นไปได้ ภาพความละเอียดสูงที่ “น่าทึ่ง” ของจานก่อกำเนิดดาวเคราะห์ 20 ดวงที่อยู่ใกล้เคียงทำให้นักดาราศาสตร์ได้รับข้อมูลใหม่มากมายเกี่ยวกับการที่ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นรอบๆ ดาวฤกษ์ ภาพที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ALMAในชิลี เผยให้เห็นว่าดาวเคราะห์ก๊าซขนาดใหญ่ที่มีขนาดตั้งแต่เนปจูนถึงดาวเสาร์สามารถก่อตัวได้เร็วกว่าที่เคยคิดไว้มาก การศึกษาอย่างครอบคลุมของภาพยังชี้ให้เห็นว่ายักษ์ก๊าซสามารถสร้างขึ้นได้ไกลจากดาวฤกษ์ของพวกมันมากกว่าที่คาดไว้ การสังเกตการณ์ยังให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับวิธีการสร้างดาวเคราะห์หินคล้ายโลก

ในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ได้จัดทำรายการดาวเคราะห์เกือบ 4000 ดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์อื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะเหล่านี้ – หรือดาวเคราะห์นอกระบบ – รวมถึงวัตถุแปลกใหม่เช่น “ดาวพฤหัสบดีร้อน” และ “ซุปเปอร์เอิร์ธ” และนักดาราศาสตร์ก็รู้ว่าระบบดาวเคราะห์นอกระบบมีอยู่ในรูปแบบมากมาย – โดยบางส่วนแตกต่างจากระบบสุริยะที่เราคุ้นเคยอย่างมาก

ในขณะที่นักดาราศาสตร์ยังไม่ได้สังเกตดาวเคราะห์นอกระบบที่มีลักษณะเหมือนโลกอย่างแท้จริง การศึกษาว่าระบบดาวเคราะห์นอกระบบก่อตัวและวิวัฒนาการอย่างไรสามารถให้เบาะแสที่สำคัญว่าโลกกำเนิดได้อย่างไร ด้วยความรู้นี้ นักดาราศาสตร์สามารถคำนวณจำนวนดาวเคราะห์นอกระบบที่ดูเหมือนโลกควรจะซ่อนตัวอยู่ใกล้ๆ ในทางช้างเผือก

ระบบของดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากจานกำเนิดดาวเคราะห์ของก๊าซและฝุ่นที่ล้อมรอบดาวอายุน้อย โมเดลทั่วไปกล่าวว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างช้าๆ เป็นเวลาหลายล้านปีและเป็นลำดับชั้น โดยที่อนุภาคฝุ่นชนกันและเกาะติดกันเพื่อสร้างวัตถุขนาดใหญ่ขึ้นแล้วชนและเกาะติดกัน

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย