凝聚态物理 > 软凝聚态物理
[提交于 2024年11月6日
(v1)
,最后修订 2025年6月20日 (此版本, v2)]
标题: 魔幻尺寸能够实现编程壳的最小复杂度和高保真组装。
标题: Magic sizes enable minimal-complexity, high-fidelity assembly of programmable shells
摘要: 合成方法的最新进展使得设计能够自组装成具有精确、有限尺寸和明确定义的结构的亚基成为可能,但产量常常因脱靶亚稳态结构的形成而受到抑制。增加复杂性(不同亚基类型的数量)可以抑制脱靶结构,但会导致动力学速度变慢和合成成本增加。本文,我们以可编程三角形亚基形成的二十面体壳层为模型系统,并确定了以最低复杂度获得最高目标产量的设计原则。我们采用基于对称性的构建方法,创建了一系列设计复杂性,从最大对称性的Caspar-Klug组装到完全可寻址的零对称组装。动力学蒙特卡罗模拟表明,导致脱靶组装的最主要缺陷是旋转对称位点的向错。我们推导出基于对称性的规则,用于识别能够抑制这些向错的最优(最低复杂度、最高对称性)设计,从而实现对任意大小且精确有限尺寸的靶标进行稳健、高保真组装。最优复杂度随靶标尺寸非单调变化,在对称轴不与三角网顶点相交的高对称性设计中,会出现“魔法”尺寸。魔法尺寸下的最优设计所需的不等价相互作用类型比(最小对称性)完全可寻址构造少12倍,这大大缩短了实现大靶标高保真组装所需的时间和实验成本。这种基于对称性的脱靶组装修剪原则可推广至具有不同拓扑结构的多种架构。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.