Sunday, March 16, 2025

BC-Cube 珠立方珠串(2019 數學Bridges 藝術展覽)

BC-Cube 珠串模型介紹

創作者: 金必耀教授(Bih-Yaw Jin)

展出平台: Bridges Math Art Gallery 2019

靈感來源與背景知識

BC-Cube 作品的靈感來自於 立方烷(cubane),這是一種特殊的有機分子,由 8 個碳原子組成,形成幾乎完美的立方體結構。這種分子的歷史、性質與應用,使它成為數學、化學與材料科學研究的重要對象。

立方烷的發現與歷史

立方烷最早由 Philip Eaton 於 1964 年成功合成。這個發現震驚了化學界,因為它的碳-碳鍵角接近 90°,遠離典型碳原子的鍵角(109.5°)。如此特殊的鍵角理論上應該極度不穩定,但立方烷卻能夠存在,展現了分子剛性的奇妙特性。

立方烷的特性與應用

  • 高能量密度: 由於其高度應變的碳-碳鍵,立方烷及其衍生物在高能材料(如燃料與炸藥)中有潛在應用價值。
  • 醫藥應用: 研究發現,立方烷基結構可能成為藥物設計中的功能性基團,影響藥物的生物活性與穩定性。
  • 拓撲與結構剛性: 立方烷的幾何結構提供了一個理想的研究案例,讓科學家探索分子剛性與鍵結應力的極限。

作品概述

BC-Cube 是一款基於立方烷分子的數學珠串拼圖。此作品透過 數學珠串技術,模擬該分子的空間佈局,並將其設計為可拆裝的拼圖模型。

  • 大小: 約 10 cm × 10 cm × 10 cm
  • 材料: 木珠(直徑約 1 cm)、彈性串珠繩
  • 珠串數量: 4 條五珠鏈

結構與拼裝方式

BC-Cube 的拼裝方式基於 四條五珠鏈 的交叉連接。每條珠串代表一組含三個碳原子的carbyne,透過適當的角度組合,最終形成一個立方體結構。該設計不僅展現了分子的幾何特性,也提供了一種創新的數學藝術表達方式。

數學與藝術的結合

這款作品展示了如何利用簡單的串珠技術,建構複雜的三維結構,並將數學、化學與藝術結合。透過動手拼裝,參與者可以深入理解立方烷的 剛性與鍵結角度,並欣賞其對稱之美。

更多資訊

想了解更多 BC-Cube 及其他數學珠串藝術作品,請造訪 Bridges Math Art Gallery 2019

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