Helical structures, almost ubiquitous in biological systems, have inspired the design and manufacturing of helical devices with applications in nanoelecromechanical systems (NEMS), morphing structures, optoelectronics, micro-robotics and drug delivery devices. Meanwhile, multi-stable structures, represented by the Venus flytrap and slap bracelet, have attracted increasing attention due to their applications in making artificial muscles, bio-inspired robots, deployable aerospace components and energy harvesting devices. Here we show that the mechanical anisotropy pertinent to helical deformation, together with geometric nonlinearity associated with multi-stability, can lead to novel selection principle of the geometric shape and multi-stability in spontaneous helical ribbons. Simple table-top experiments were also performed to illustrate the working principle. Our work will promote understanding of spontaneous curling, twisting, wrinkling of thin objects and their instabilities, and serve as a tool in developing functional structures and devices with tunable, morphing geometries and smart actuation mechanism that can be applied in a spectrum of areas.
Textural Analysis of a Mesophase with Banana Shaped Molecules
在偏光显微镜下观察，香蕉化合物D14 F3中的B7双相[J. P. Bedel等人，Liq.结晶度、27，1411（2000）]显示了两种类型的缺陷纹理，即（a）：当样品在各向同性相（B）中从足够高的温度淬火时大量成核的螺旋带-没有螺旋度的形状，其具有非常类似于在柱状相中观察到的可展开域的结构，或者是由于螺旋带的退火或者是在缓慢冷却过程下的成核。这两种缺陷的存在指向B7相结构的复杂性质，其同时是柱状相和近晶相。我们的观察符合模型[M. Kleman，J. de Phys.，46，1193（1985）]，根据该几何形状的螺旋带是一个中心区域的螺旋位错与一个巨大的伯格斯矢量，分裂成两个螺旋向错线的强度k = 1/2的约束带。纹理和缺陷，已经部分记录，和生长特征和退火过程中，尚未在文献中报道，进行了分析。我们认为螺旋带和无螺旋度的可展畴分别是两种不同B7态的织构，即亚稳态和基态。对表现出B2相的另外两种香蕉化合物进行比较质构分析。
Comment on 'Statistical mechanics of developable ribbons' by L. Giomi and L. Mahadevan
Giomi和Mahadevan [Phys. Rev. Lett. 104，238104（2010）]研究了弹性带的统计力学，并声称即使在不存在固有曲率（或者用作者的话来说，“优先的零温度扭曲”）的情况下也为带状聚合物的“潜在螺旋结构”提供了证据。他们发现一个持久的长度是三倍以上的蠕虫状链具有相同的弯曲刚度。我们表明，这些结果是一个人工制品的作者的有缺陷的配方，它产生了螺旋偏置，并没有支持所描述的效果可以声称。
Reply to Comment on "Statistical mechanics of developable ribbons"
Starostin和van der Heijden [arXiv：1111.2029]质疑我们的信[Phys. Rev. Lett. 104，238104（2010）]关于在有限温度可发展带中存在自发螺旋结构。根据该评论的作者，我们的设置受到扭矩τ计算中的系统误差的影响，该系统误差导致蒙特卡罗采样偏向螺旋构型，并且源于我们用来描述带中心线的Frenet标架，每次遇到拐点（即曲率κ改变符号的点）时，围绕切向量的方向旋转180^{ \circ }。虽然在感染点的框架的旋转是一个众所周知的性质的Frenet框架，Starostin和范德海登的结论，这种现象将如何影响蒙特卡罗抽样是不正确的，因为是许多其他声明，他们作出。
Exploiting dynamic bifurcation in elastic ribbons for mode skipping and selection
Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；University of Oxford（牛津大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
Ligand-Induced Incompatible Curvatures Control Ultrathin Nanoplatelet Polymorphism and Chirality
ARC Centre of Excellence in Exciton Science, School of Chemistry, University of Sydney（悉尼大学化学学院激子科学卓越中心）；The University of Sydney Nano Institute, University of Sydney（悉尼大学纳米研究所）；Univ. Lyon, ENS de Lyon, CNRS, Laboratoire de Chimie（里昂大学，里昂高等师范学校，法国国家科学研究中心，化学实验室）；LadHyX, CNRS, Ecole polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（拉迪克斯实验室，法国国家科学研究中心，巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）；Univ Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂大学，克洛德·贝尔纳里昂第一大学，法国国家科学研究中心，光与物质研究所）
