Giải mã bí ẩn hình học cánh hoa hồng, nguồn cảm hứng cho vật liệu thông minh

0:00 / 0:00
0:00
(Ngày Nay) - Một nhóm các nhà khoa học Israel vừa công bố một khám phá mang tính cách mạng khi giải mã thành công những nguyên tắc hình học ẩn sâu bên trong hình dạng tinh tế của cánh hoa hồng.
Giải mã bí ẩn hình học cánh hoa hồng, nguồn cảm hứng cho vật liệu thông minh ảnh 1
Giải mã thành công những nguyên tắc hình học ẩn sâu bên trong hình dạng tinh tế của cánh hoa hồng. Ảnh minh họa: THX/TTXVN

Phát hiện này giúp mở ra triển vọng đầy hứa hẹn cho việc phát triển các vật liệu thông minh tiên tiến, ứng dụng trong điện tử linh hoạt, robot mềm và thiết kế sinh học đầy cảm hứng.

Trong suốt hai thập kỷ qua, giới khoa học vẫn tin rằng hình dạng uốn lượn của các cấu trúc tự nhiên như cánh hoa và lá cây là kết quả của "sự không tương thích Gauss" - một sự sai lệch về mặt hình học gây ra các họa tiết gợn sóng, đường viền không rõ ràng và thiếu đi những đỉnh nhọn sắc nét. Tuy nhiên, hoa hồng, với vẻ đẹp độc đáo khác biệt, lại tuân theo quy tắc tương thích Gauss. Điều này đặt ra một câu hỏi hóc búa: vậy điều gì đã tạo nên những đỉnh nhọn đơn lẻ, tinh xảo xuất hiện ở mép cánh hoa hồng, một đặc điểm mà các cơ chế hình học hiện tại không thể lý giải?

Để vén bức màn bí ẩn này, các nhà nghiên cứu đã dày công xây dựng các mô hình máy tính phức tạp, mô phỏng quá trình sinh trưởng và nở rộ của hoa hồng. Tiếp theo, họ tạo ra các đĩa nhựa dẻo có khả năng uốn cong, đóng vai trò như những cánh hoa nhân tạo, và thử nghiệm các phương thức phát triển khác nhau trong giới hạn vật lý của hoa hồng thật.

Kết quả nghiên cứu, được công bố trên tạp chí khoa học danh tiếng Science, đã hé lộ một phương trình toán học tinh tế chi phối sự hình thành của cánh hoa hồng đang phát triển. Theo đó, quá trình tăng trưởng tạo ra một "xung đột hình học" nội tại, buộc cánh hoa phải uốn mình thành những hình dạng mà trạng thái thư giãn lý tưởng không thể đạt được một cách trơn tru trong không gian ba chiều mà không bị biến dạng. Chính sự "ức chế" hình học này đã kiến tạo nên vẻ đẹp quyến rũ của hoa hồng, tập trung vào những đường viền sắc sảo và thanh tao.

Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng hình dạng đặc trưng của cánh hoa chịu ảnh hưởng sâu sắc bởi một hiện tượng "ức chế" khác, được gọi là sự không tương thích Mainardi-Codazzi-Peterson. Trong đó, các điều kiện tương thích hình học vốn có trong bề mặt của một vật liệu cụ thể bị phá vỡ, dẫn đến các lực nội tại tạo ra sự cuộn tròn và các cạnh sắc nét.

Những khám phá đột phá này hứa hẹn sẽ mở ra những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực vật liệu. Tương tự như cách cánh hoa hồng thay đổi hình dạng trong quá trình sinh trưởng hoặc khi chịu tác động, các vật liệu mới này có thể được thiết kế để tự động biến đổi hình dạng theo những kích thích cụ thể.

Theo các nhà nghiên cứu, ngay cả những đặc điểm tinh tế nhất của một bông hoa cũng tuân theo những nguyên tắc hình học sâu sắc. Đây là một công cụ mạnh mẽ và đầy cảm hứng cho các kỹ sư và nhà khoa học trong việc mô phỏng các hệ thống tự nhiên trong các ứng dụng nhân tạo.

Nhóm nghiên cứu kết luận rằng khám phá này đã định hình lại sự hiểu biết của chúng ta về cách các hình thái phức tạp trong tự nhiên xuất hiện, đồng thời mở ra những khả năng vô tận cho việc thiết kế các vật liệu thông minh và có khả năng tự định hình trong tương lai.

Hiệp hội xúc tiến phát triển điện ảnh Việt Nam mở rộng cơ hội tiếp xúc giữa nghệ sĩ và khán giả
Hiệp hội xúc tiến phát triển điện ảnh Việt Nam mở rộng cơ hội tiếp xúc giữa nghệ sĩ và khán giả
(Ngày Nay) - Từ ngày 21 đến 23/11/2026, 11 bộ phim Việt Nam sẽ được trình chiếu với 22 suất chiếu tại hai cụm rạp ở Hải Phòng, kết hợp các hoạt động giao lưu giữa khán giả với đạo diễn, diễn viên, nhà sản xuất và thành viên các đoàn phim. Đây là một trong những hoạt động trọng tâm dành cho công chúng trong khuôn khổ Diễn đàn điện ảnh “Hải Phòng – Cửa ngõ điện ảnh” (Hai Phong Film Port) do Hiệp hội Xúc tiến phát triển Điện ảnh Việt Nam (VFDA) phối hợp với thành phố Hải Phòng tổ chức.
Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm phát biểu tại buổi lễ
Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm dự Lễ kỷ niệm 950 năm Quốc Tử Giám – Quốc học Việt Nam
(Ngày Nay) - Tối 13/11, tại Di tích quốc gia đặc biệt Văn Miếu – Quốc Tử Giám, Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Quốc hội, Chủ tịch nước, Chính phủ, Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam và thành phố Hà Nội trọng thể tổ chức Lễ kỷ niệm 950 năm Quốc Tử Giám - Quốc học Việt Nam.
Du khách trải nghiệm vẽ sáp ong tại Bản Mây
Đi đâu xem triển lãm men gốm, học vẽ sáp ong, nghe EDM dân gian đương đại dịp Ngày Văn hóa Việt Nam 2026?
(Ngày Nay) - Ngày Văn hóa Việt Nam 24/11 sẽ trở thành không gian hội tụ những trải nghiệm văn hóa, nghệ thuật đặc sắc. Từ triển lãm di sản trên núi Bà Đen (Tây Ninh), trải nghiệm nghề thủ công tại Fansipan (Sa Pa), đến lễ hội dân gian đương đại ở Ninh Bình, Sun Group mang đến những gợi ý du lịch thú vị cho du khách thưởng thức văn hóa Việt.
Cảnh báo lốc xoáy, gió giật mạnh trên biển
Cảnh báo lốc xoáy, gió giật mạnh trên biển
(Ngày Nay) - Ngày và đêm 14/11, nhiều vùng biển trên cả nước có mưa rào và dông rải rác, tiềm ẩn nguy cơ xảy ra lốc xoáy, gió giật mạnh cấp 7 - 8 và sóng cao trên 2 m, đe dọa an toàn tàu thuyền đang hoạt động trên biển.
Thủ tướng Lê Minh Hưng rời Hà Nội, lên đường tham dự Hội nghị Cấp cao ASEAN lần thứ 49 và các Hội nghị Cấp cao liên quan tại Manila, Philippines. Ảnh: Dương Giang/TTXVN
Thủ tướng Lê Minh Hưng lên đường dự Hội nghị Cấp cao ASEAN lần thứ 49
(Ngày Nay) - Sáng 14/11, Thủ tướng Chính phủ Lê Minh Hưng và đoàn đại biểu cấp cao Việt Nam rời thủ đô Hà Nội lên đường tham dự Hội nghị cấp cao ASEAN lần thứ 49 và các Hội nghị cấp cao liên quan tại Manila, Philippines từ ngày 14 - 17/11 theo lời mời của Tổng thống nước Cộng hòa Philippines Ferdinand Romualdez Marcos Jr, Chủ tịch ASEAN năm 2026.
Cao điểm chống buôn lậu, hàng giả dịp Tết nguyên đán Đinh Mùi 2027
Cao điểm chống buôn lậu, hàng giả dịp Tết nguyên đán Đinh Mùi 2027
(Ngày Nay) - Phó Thủ tướng Thường trực Chính phủ Phạm Gia Túc, Trưởng Ban Chỉ đạo quốc gia chống buôn lậu, gian lận thương mại và hàng giả đã ký Quyết định số 186/QĐ-BCĐ ngày 12/11/2026 ban hành Kế hoạch cao điểm chống buôn lậu, gian lận thương mại, hàng giả và xâm phạm quyền sở hữu trí tuệ dịp trước, trong và sau Tết nguyên đán Đinh Mùi 2027 (Kế hoạch). Thời gian triển khai Kế hoạch cao điểm từ ngày 12/11/2026 đến ngày 28/02/2027.
Cảnh trong phim "Ai làm?" của đạo diễn Bùi Hoàng Hiệp xuất sắc giành 3 giải tại “Phim ngắn 14 ngày” 2026.
Phim về AI đoạt 3 giải “Phim ngắn 14 ngày” 2026
(Ngày Nay) - Ngày 12/11 tại TP.HCM, cuộc thi “Phim ngắn 14 ngày” 2026 công bố kết quả và trao giải thưởng cho các nhà làm phim trẻ bằng hiện kim, hiện vật và các học bổng với tổng giá trị lên đến 780 triệu đồng.