▶辣椒表面褶皺的形成原因

   其實和人會衰老、面部產(chǎn)生皺紋一樣，植物因為各種各樣的原因，也會在表面產(chǎn)生褶皺。辣椒表面的褶皺便吸引了科學家們探索其中的奧秘。

   辣椒因為干燥產(chǎn)生褶皺是日常生活中常見的現(xiàn)象，但是如果要細細分析為什么會產(chǎn)生這樣復雜的褶皺，并不是一件簡單的事情。

   近期，我國科學家利用數(shù)學物理等相關的知識，進行了環(huán)形核殼結構物質表面復雜形貌的演化實驗與一系列的理論計算來解釋辣椒表面褶皺的成因。

   隨著不斷的生長，很多辣椒長成了彎曲的環(huán)形結構，再加上辣椒內部空心，研究者將辣椒歸類為環(huán)形核殼結構物質。

   研究者表示辣椒表面的褶皺受到很多內在和外在因素的共同影響。而幾何結構是影響辣椒表面褶皺的重要物理因素。

   在幾何結構中，環(huán)形核殼結構物質的曲率是最典型的特征。環(huán)形結構包含著變化的曲率，有正、負和零高斯曲率，這些變化的曲率會影響辣椒在生長過程中形態(tài)的變化，進而會誘導產(chǎn)生辣椒表面復雜的褶皺。

   為了研究褶皺的成因，研究者采用了有限元的方法，將辣椒整體剝離為表層的殼單元與內部的軟芯單元。

由于在辣椒生長過程中會發(fā)生脫水等行為，因此會導致辣椒表面和內部的力學性能不同，進而產(chǎn)生結構的彎曲形變，發(fā)生表面層和基底的應變失配。在辣椒的環(huán)面結構中，曲率是不斷變化的，由此會導致辣椒整體的應力分布不均勻，進而導致辣椒對稱破壞�？偨Y說來，就是辣椒內外受力不同，在內外結構的拉扯中，辣椒就漸漸改變了形狀。

   我們到此就解決了辣椒為什么會隨著干燥發(fā)生形變這個問題，但是不同的辣椒，褶皺各不相同。要解決這個問題，還得接著分析辣椒的結構。

   通過非線性環(huán)殼力學模型發(fā)現(xiàn)細長的結構物體更容易在內環(huán)形成褶皺，而小孔的環(huán)形結構中褶皺更容易在外環(huán)形成。同時，物體的硬度也會影響形貌。在較軟的環(huán)殼中，容易產(chǎn)生酒窩狀的凹陷形貌。在較硬的環(huán)殼中，更容易產(chǎn)生雙向條紋或螺旋狀的褶皺形貌。

   這個研究結果不僅僅解決了辣椒褶皺的問題，研究者構建的理論模型也適用于其他形狀略有不同的東西上，可以幫助預測物體在不同條件下形貌的變化，有助于指導基于褶皺形貌調控的產(chǎn)品形狀設計工作的開展。

▶辣椒褶皺和辣度的關系

   影響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。辣椒的褶皺則和辣椒中的木質素有關，木質素越高的辣椒越硬挺，褶皺越少，反之則發(fā)皺。

   這么看來，辣椒素決定辣度，木質素決定褶皺，好像二者各司其職，互不影響？實際上，這兩者的合成過程中，還存在著互相影響的關系。

   辣椒素的合成過程中需要酚類物質。研究表明，辣椒中的過氧化物酶能將合成辣椒素的酚類物質氧化分解產(chǎn)生木質素的合成�？梢姡�辣椒辣度和硬度是此消彼長的關系。過氧化物酶的活性越低，木質素的含量越低，辣椒褶皺越多，辣椒素的含量會更多，吃起來會更辣。原來，看起來飽經(jīng)滄桑的辣椒，殺傷力可一點沒有削減。

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