其实和人会衰老、面部产生皱纹一样，动物因为各类各样的原因，也会在外表产生褶皱。辣椒外表的褶皱便吸引了科学家们摸索此中的奥妙。
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辣椒外表褶皱的构成原因
辣椒因为枯燥产生褶皱是日常生活中常见的现象，但是若是要细细阐发为什么会产生如许复杂的褶皱，并非一件简单的工作。
近期，我国科学家操纵数学物理等相关的常识，停止了环形核壳构造物量外表复杂描摹的演化尝试与一系列的理论计算来解释辣椒外表褶皱的成因。
环形核壳构造辣椒。图片来源：参考文献[1]
跟着不竭的生长，良多辣椒长成了弯曲的环形构造，再加上辣椒内部空心，研究者将辣椒归类为环形核壳构造物量。
研究者暗示辣椒外表的褶皱遭到良多内在和外在因素的配合影响。而几何构造是影响辣椒外表褶皱的重要物理因素。
在几何构造中，环形核壳构造物量的曲率是最典型的特征。环形构造包罗着变革的曲率，有正、负和零高斯曲率，那些变革的曲率会影响辣椒在生长过程中形态的变革，进而会诱导产生辣椒外表复杂的褶皱。
为了研究褶皱的成因，研究者接纳了有限元的办法，将辣椒整体剥离为表层的壳单位与内部的软芯单位。
因为在辣椒生长过程中会发作脱水等行为，因而会招致辣椒外表和内部的力学性能差别，进而产生构造的弯曲形变，发作外表层和基底的应变失配。在辣椒的环面构造中，曲率是不竭变革的，由此会招致辣椒整体的应力散布不平均，进而招致辣椒对称毁坏。总结说来，就是辣椒表里受力差别，在表里构造的拉扯中，辣椒就垂垂改动了外形。
我们到此就处理了辣椒为什么会跟着枯燥发作形变那个问题，但是差别的辣椒，褶皱各不不异。要处理那个问题，还得接着阐发辣椒的构造。
通过非线性环壳力学模子发现细长的构造物体更容易在内环构成褶皱，而小孔的环形构造中褶皱更容易在外环构成。同时，物体的硬度也会影响描摹。在较软的环壳中，容易产生酒窝状的凹陷描摹。在较硬的环壳中，更容易产生双向条纹或螺旋状的褶皱描摹。
那个研究成果不单单处理了辣椒褶皱的问题，研究者构建的理论模子也适用于其他外形略有差别的工具上，能够帮忙预测物体在差别前提下描摹的变革，有助于指点基于褶皱描摹调控的产物外形设想工做的开展。
环形核壳构造形态演变模仿图。图片来源：参考文献[1]
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辣椒褶皱和辣度的关系
影响辣椒辣度的重要因素是辣椒中辣椒素的含量。辣椒素含量越高，辣椒越辣。辣椒的褶皱则和辣椒中的木量素有关，木量素越高的辣椒越硬挺，褶皱越少，反之则发皱。
那么看来，辣椒素决定辣度，木量素决定褶皱，仿佛二者各司其职，互不影响?现实上，那两者的合成过程中，还存在着互相影响的关系。
辣椒素的合成过程中需要酚类物量。研究表白，辣椒中的过氧化物酶能将合成辣椒素的酚类物量氧化合成产生木量素的合成。可见，辣椒辣度和硬度是此消彼长的关系。过氧化物酶的活性越低，木量素的含量越低，辣椒褶皱越多，辣椒素的含量会更多，吃起来会更辣。本来，看起来饱经沧桑的辣椒，杀伤力可一点没有削减。
03
其他动物褶皱中蕴含的奥秘
像辣椒因为脱水等因素变得枯燥有褶皱的现象，在其他动物的身上也有表现。多种多样的动物具有差别的外形构造，变皱的过程也带给研究者们差别的启迪。
1. 百香果
百香果在成熟过程中，皮会逐步变皱。研究者将百香果的起皱过程描述为手性起皱形式。操纵力学模子提醒了百香果起皱过程的普适的规律，表白了褶皱构成背后的构造-弹性机造。基于此机造，研究者设想了能够抓取物件的机器人，鞭策了自适应抓取机器人的开发。
2. 荷叶
荷叶在生长过程中呈现的描摹演变激发了研究者的研究兴趣。研究者构建了能够解释悬空叶片和漂浮叶片在差别标的目的微分生长的薄板模子，来准确的预测水生动物描摹的演化过程。
成果表白生长在水面上的荷叶凡是会呈现弯曲的锥形，且会在荷叶的外周边沿处长出长波的褶皱。而关于漂浮的荷叶，外周边沿则会有短波的褶皱。研究成果可为仿生构造描摹的调控供给新的思绪。
可见，很多的生物的开展规律都能够用科学来解释，并会为新事物的开展供给别致的思绪。你还发现哪些有趣的天然现象呢?
最初，下图是来自上海辰山动物园的一些辣椒，欢送各人留言猜猜看，标号的六种辣椒中哪个最辣?谜底将于明天上午在评论区揭晓!
图片拍摄：徐来
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