Phase diagrams of charged colloidal rods: can a uniaxial charge distribution break chiral symmetry?
我们构建相图内的第二维里近似作为棒浓度,盐浓度和胶体电荷的函数的带电棒状胶体。除了预期的各向同性的,双相过渡,我们还发现参数制度与双相和第二,更高度对齐的双相共存,包括各向同性的双相-双相三相点和向列相-双相临界点,这都可以解释的扭曲效应。我们计算弗兰克弹性常数,看看扭转弹性常数是否可以成为负的,这将表明自发形成一个双相的可能性。虽然扭转效应降低了扭转弹性常数,但我们发现它始终保持正值。此外,我们发现,对于有限的纵横比杆的扭转弹性常数也总是积极的,这样就没有证据的手征对称性打破由于单轴电荷分布。
2016-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
A tensor model for nematic phases of bent-core molecules based on molecular theory
从分子理论出发,建立了双核分子双相的张量模型。自由能的形式由分子对称性决定,其中包括一个矢量和两个二阶张量的耦合和导数,系数由分子参数决定。利用该模型研究了由硬核势引起的相变。与大多数宏观模型不同的是,我们能够得到关于分子参数的相图,而不仅仅是一些唯象系数。张量模型适用于具有相同对称性的其他分子,我们通过研究星形分子的相图证明了这一点。
2018-08-22 cond-mat.soft
Point-defect haloing in curved nematic films
本文研究了具有高斯凸点几何形状的双折射液晶膜的点向错能与表面曲率调制之间的相关性。由于这种相关性,向错会感受到一种吸引力,这种吸引力将它们限制在一个环形区域内,从而导致凸起顶部周围的晕圈分布。晕圈的形成是凸块的非零高斯曲率的直接结果,该凸块的非零高斯曲率影响向错核周围的液晶分子的优选构型。
2010-01-06 cond-mat.soft
Encoding Gaussian curvature in glassy and elastomeric liquid crystal polymer networks
最近相当多的注意力已经被给予了形状形成的研究,使用现代响应材料,可以预先编程进行空间不均匀的局部变形。特别是,液晶液晶聚合物网络在这方面提供了令人兴奋的可能性。在本文中,我们讨论了高斯曲率的产生在薄介质片使用光滑的面内指向矢场图案在整个表面。我们强调特定的模式,编码恒定的高斯曲率规定的符号和幅度,并提出实验结果似乎支持的理论预测。具体而言,我们提供了实验证据,通过刺激的平滑变化的面内导演场的玻璃态和弹性体液晶聚合物网络中的正和负高斯曲率的实现。
2015-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Isotropic-nematic transition in hard-rod fluids: relation between continuous and restricted-orientation models
我们探索模型的硬杆流体有限数量的允许的取向,并构建其本体相图Onsager的第二维里理论。对于一个单组分流体,我们表明,离散化的取向导致存在一个人工(几乎)完美对齐的双相,共存的(物理)双相,如果取向的数量是足够大的,或与各向同性相,如果取向的数量是小的。它的外观与在其典型的开度角范围内对双折射取向分布进行采样的准确性相关。对于二元混合物,这种人工相也存在,并且需要大量的取向来将其移动到如此高的密度,以至于它不干扰相图的物理部分。
2003-11-21 cond-mat.soft
Nematic and gas-liquid transitions for sticky rods on square and cubic lattices
使用巨正则蒙特卡罗模拟,我们调查的相图的硬杆长度$L$与额外的接触(粘性)吸引的正方形和立方晶格。相图显示了气-液相变和有序化相变之间的竞争(对于$L \ge 7$,在正方晶格上是分层型的,对于$L \ge 5$,在立方晶格上是分层型的)。在正方形晶格上,增加吸引力最初导致各向同性相的稳定。在立方晶格上,随着吸引力的增加,相变仍然是弱的一级。在气液相变附近,相变的共存间隙迅速加宽。这些特征不同于连续统中的非线性跃迁。
2019-07-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of Hard Colloidal Cuboids in Nematic Liquid Crystals
本文利用动态蒙特卡罗模拟研究了扁长液晶中硬胶体长方体的平衡动力学。特别地,我们研究了粒子沿指向矢和垂直于指向矢的扩散,并观察到强烈依赖于粒子各向异性的结构弛豫衰减。为了评估它们的动力学和集体运动的最终发生的高斯性,我们计算两点和四点关联函数,将平行和垂直于方向的扩散系数的瞬时值。我们的模拟结果突出了Fickian和高斯动力学在短时间和长时间的发生,定位在自对偶形状的最小扩散率,粒子的几何形状,将优先稳定双轴向列相,并排除动态相关粒子的存在。
2020-03-06 cond-mat.soft
Effect of shape anisotropy on the phase diagram of the Gay-Berne fluid
用密度泛函理论研究了分子伸长对通过Gay-Berne势相互作用的分子流体的各向同性-近晶A、各向同性-近晶A和向列-近晶A相变的影响。我们已经考虑了在不同密度和温度下以0.2为步长的长宽比参数$3.0\leq x_0\leq 4.0$的范围。利用Percus-Yevick积分方程理论计算了密度泛函理论中作为输入信息的对关联函数。在较小的延伸率范围内,相图显示出显著的变化。发现在低温下,对于我们所考虑的增加密度的所有$x_0$值,流体直接从各向同性冻结到近晶A相,而非晶相仅在高温和密度下稳定在各向同性和近晶A相之间。各向同性-近晶A和向列-近晶A转变密度和压力都随着$x_0$的增加而减小。将所得相图与同一模型势的计算机模拟结果进行了比较,发现两者定性一致。
2005-07-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sedimentation profiles and phase stacking diagrams in polydisperse hard rounded rectangle fluids
German Aerospace Center (DLR)(德国航空航天中心);Universität Bayreuth(拜罗伊特大学);Institut für Theoretische Physik, Universität Tübingen(蒂宾根大学理论物理研究所);Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学);Universidad Carlos III de Madrid(卡洛斯三世马德里大学)
本文利用基于标度粒子理论的密度泛函方法研究多分散硬质圆角矩形流体的沉降行为,揭示了由粒子多分散性与重力耦合产生的复杂多相堆叠、倒置堆叠及重入堆叠现象。
2025-11-10 cond-mat.soft
Tricritical behavior of soft nematic elastomers
本文提出了一个晶格统计模型来研究双相液晶弹性体的相图和软响应。使用适当缩放的无限程相互作用,我们得到精确的自洽方程的张量分量的温度,变形和应力张量,和初始的dk阶的dk序参量。这些方程是服从简单的数值计算,这是用来表征低温软政权。我们发现一个特殊的相图,在温度和沿拉伸方向的变形张量的对角分量,与第一和第二阶过渡到软相,和预测的三临界点。如果我们使用不同的初始有序序参量值,这种行为不会发生质的变化。
2013-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Landau-deGennes Theory of Biaxial Nematics Re-examined
最近的实验表明,在某些热致液晶体系中,终于发现了人们长期寻找的热致双轴液晶相。受这些实验观测的启发,我们集中在一些基本的理论问题与经典的六阶Landau-deGennes自由能展开的对称和无痕张量序参量$Q_{αβ}$。特别是,我们充分探讨的双轴向相位的稳定性,给出理论允许的所有不同类别的相图的解析解。这包括三重和(三)临界点和多个(重入)双轴和单轴相变的图表。与现有的分子理论的预测也给出了一个简短的比较。
2007-12-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Semi-soft Nematic Elastomers and Nematics in Crossed Electric and Magnetic Fields
具有锁定各向异性方向的向列型弹性体表现出半软弹性响应,其特征在于应力-应变曲线中的平台,其中应力不随应变变化。我们计算的全球相图的极小模型,这是相当于一个描述一个在交叉电场和磁场,并表明,半软行为与对称性破缺双轴相,它持续到超临界状态。我们还考虑了超越极小模型的推广,并发现了类似的结果。
2007-05-11 cond-mat.soft
Phase diagram, confining strings, and a new universality class in nematopolar matter
该研究构建向列序与极性序共存的最小模型,揭示三相相图、独特临界普适类及由恒定张力弦禁闭的拓扑缺陷对。
2025-01-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropic Unmixing in Nematic Blends of Semiflexible Polymers
当溶致溶液的渗透压变化时,具有相同链长但不同持久长度的半柔性聚合物的二元混合物分离成两个共存的不同的双相。分子动力学模拟和密度泛函理论预测的相图要么有一个三相点,其中的各向同性相共存的两个三相,或一个临界点内的非混合的混合物。组分之间的局部优选键角的差异驱动这种不混合,而单体之间没有任何吸引力的相互作用。
2020-09-14 cond-mat.soft
Phase Transitions in Lyotropic Nematic Gels
本文讨论了溶致凝胶在各向同性溶剂中的平衡相和塌缩相变。溶致凝胶是由棒状分子嵌入的交联聚合物网络组成的,当溶剂质量降低时,溶致凝胶的体积会发生不连续的变化,并伴随着各向同性-均相转变。我们还提出了这些系统可能表现出的相图。特别是,我们表明,共存的两个各向同性相,两个双相,或各向同性和双相可以发生。
2002-06-28 cond-mat.soft
Reexamination of the mean-field phase diagram of biaxial nematic liquid crystals: Insights from Monte Carlo studies
通过对平均场论(MFT)简化下的一般哈密顿模型的分析,以及基于微观模型的计算机模拟,对双轴液晶系统的相图进行了研究,旨在了解分子水平相互作用对双轴对称液晶自发凝聚的作用。持续的实验挑战,在实现这样一个系统明确,尽管鼓舞人心的预测,例如MFT,需要更通用的模拟方法,能够提供洞察系统内可能的阻碍障碍,通常收集通过其自由能依赖于相关的可观的系统驱动通过过渡。该小组最近的简要报告[B]。卡马拉·拉塔(Kamala Latha)等人。例如,E89,050501(R),2014]总结了采用熵采样技术进行的详细蒙特卡罗模拟的结果,提出了MFT相图的定性修改,因为哈密顿量被渐近地驱动到所谓的部分排斥区域。有人认为,相邻分子的单轴和双轴张量分量之间的(交叉)耦合的程度起着至关重要的作用,在促进,否则,准备冷凝的双轴相,这表明这可能是一个合理的因素,在解释实验的困难。在本文中,我们进一步阐述了这一点,提供额外的证据,从好奇的变化自由能配置文件相对于相关的取向序参量,在不同的温度括号的相变。
2015-09-13 cond-mat.soft
Phase behavior of a nematic liquid crystal in contact with a chemically and geometrically structured substrate
在Frank-Oseen模型下研究了与具有局部垂面锚定和平面锚定交替条纹图案的光栅表面接触的液晶。化学和几何表面图案的组合导致丰富的相图,涉及垂面,平面和倾斜的织构。研究了沟槽深度和锚定强度对不同织构间相变位置和顺序的影响。研究了一种在平面光栅表面和平面衬底之间引入强垂直锚定的液晶的天顶向双折射器件。
2005-03-18 cond-mat.soft
Ising nematic fluid phase of hard-core dimers on the square lattice
我们提出了一个模型的经典硬核二聚体的正方形晶格,包含一个伊辛相在其相图。我们考虑一个模型,在一个给定的格子上的平行二聚体的吸引力的相互作用和相邻的平行二聚体的吸引力的相互作用在同一行({ \it viz}列)的晶格。通过广泛的蒙特卡罗模拟,我们发现,与有限密度的孔的相图,随着温度的升高,柱状晶相,伊辛连续相变分离的液体相和无序的流体相。我们提出了强有力的证据伊辛普适性类的两个过渡。伊辛相可以被解释为一个中间的经典热力学相(可能是一个强关联的反铁磁体),也可以被解释为一个二维量子二聚体模型的相,该模型使用了Rokhsar-Kivelson构造的精确可解量子哈密顿量。
2014-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flexoelectricity versus Electrostatics in Polar Nematic Liquid Crystals
本文建立结合挠曲电与静电效应的理论,研究极性向列相液晶中两种效应的竞争,并预测出包含铁电、反铁电和传统向列相的相图。
2024-08-19 cond-mat.soft
Bulk fluid phase behaviour of colloidal platelet-sphere and platelet-polymer mixtures
利用基于几何的基本测度密度泛函理论,我们计算了由薄的硬圆片和硬球组成的胶体混合物的体相流体相图。我们发现,各向同性的双相区的强增宽后,增加压力的相分离。在具有大的片晶尺寸比和球直径的混合物中,具有不同片晶浓度的两个非晶相之间也存在分层。我们制定了一个基本的测量密度泛函的混合物的胶体血小板和自由重叠的领域,代表理想的聚合物,并用它来获得相图。我们发现,对于低的片晶-聚合物尺寸比,除了各向同性-均相和向列相-均相共存外,片晶-聚合物混合物还显示各向同性-各向同性分层。相比之下,我们没有发现各向同性各向同性分层在硬核片晶球混合物的尺寸比考虑。
2012-10-09 cond-mat.soft
Self-assembly of Freely-rotating Polydisperse Cuboids: Unveiling the Boundaries of the Biaxial Nematic Phase
胶体立方体具有自组装成双轴液晶相的潜力,其表现出两个独立的光轴。在过去的几十年里,一些理论工作预测存在一个广泛的区域的相图中的双轴晶相将是稳定的,但施加了相当强的约束粒子的旋转自由度。在这项工作中,我们采用分子模拟来研究尺寸分散性对自由旋转的硬长方体的相行为的影响,这里建模为自对偶形状的纳米板。这种特殊的各向异性,正好在扁长和长扁长几何形状之间,已被提出作为最合适的促进相双轴性。我们观察到,尺寸分散性从根本上改变了单分散系统的相行为,并导致形成难以捉摸的双轴晶相,被发现在一个大的区域的包装分数与多分散性相图。虽然我们的研究结果证实了在过去的实验观察报告的倾向,胶体分散体稍长针铁矿颗粒,他们不能重现直接各向同性到双轴向相变在这些实验中观察到的。
2020-03-22 cond-mat.soft
Mixtures of Hard Ellipsoids and Spheres: Stability of the Nematic Phase
液晶相在少量非介晶杂质存在下的稳定性对于大范围的技术应用和二元混合物理论是普遍感兴趣的。从已知的硬椭球系统的相图出发,我们提出了一个简单的模型和方法来探讨在存在以硬球为代表的小杂质的情况下,硬椭球相的稳定性。研究是在等压系综中进行的,采用了蒙特卡罗模拟。
2014-05-09 cond-mat.soft
Biaxial nematics and nematic-nematic demixing in polydisperse mixtures of hard board-like particle fluids
Universidad Carlos III de Madrid(马德里卡洛斯三世大学);Universität Tübingen(蒂宾根大学);Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学)
本研究通过理论模拟和蒙特卡洛模拟,发现多分散性增强硬板状粒子液晶中单轴相分离并扩大双轴相稳定区,为沉降实验设计提供参考。
2026-09-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Free planar isotropic-nematic interfaces in binary hard-rod fluids
在Onsager理论中,我们研究了硬棒二元混合物中的自由平面各向同性界面。对于充分不同的颗粒形状,这些混合物的体相图显示出三相点,其中各向同性(I)相与不同组成的两个双相($N_1$和$N_2$)共存。对于所有探索的混合物,我们发现,在接近三相点时,$IN_2$界面显示出由居间的$N_1$膜完全润湿。我们计算了各向同性的界面的表面张力,并发现一个显着的增加分馏,类似于在多分散硬棒流体的效果。
2003-09-17 cond-mat.soft
Nematic-nematic demixing in polydisperse thermotropic liquid crystals
本文采用Maier-Saupe理论和因子化相互作用,研究了多分散性对热致液晶各向同性-均相平衡的影响。足够的扩展(近似)。50%)导致相分离成两个或更多个非均相,其还可以与各向同性相共存。随着多分散性的增加,各向同性-均相共存区域急剧加宽,导致在相图的某些区域中的重入各向同性-均相分离。我们发现,类似的现象也会发生非因子化的相互作用,只要任何两个粒子物种之间的相互作用强度低于种内相互作用的平均值。
2005-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The elastic Maier-Saupe-Zwanzig model and some properties of nematic elastomers
我们引入一个简单的平均场晶格模型来描述弹性体的行为。该模型结合了液晶的Maier-Saupe-Zwanzig方法和Warner-Terentjev弹性理论的晶格系统的扩展,并加入了淬火随机场。我们使用统计力学的标准技术来获得全范围参数的解析解。在其他结果中,我们表明存在的应力-应变共存曲线低于冻结温度,类似于一个简单的流体的P-V图,与无序强度发挥温度的作用。低于临界值的障碍,在这个图中的连接线类似于实验的应力-应变平台,并可以被解释为特征的多畴-单畴转变的签名。此外,在单畴的情况下,我们表明,随机场可以软化的一阶之间的过渡,各向同性的阶段,提供的样品中形成的双稳态。
2011-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the degeneracy of ordered ground state configurations of the aspherical Gaussian core model
我们提供了严格的证据表明,有序的基态配置系统的平行取向,椭球粒子,通过高斯相互作用(在文献中称为高斯核向列){ \it必须}是无限简并的:我们证明了这些组态是通过适当的晶格拉伸操作从相应的对称高斯核系统的相关基态组态产生的结合任意旋转。这些调查结果解释了以前调查中的相关观察结果,这些观察结果当时仍然无法解释。我们的结论对寻找其它双光子晶体的基态构型具有深远的意义。
2020-07-22 cond-mat.soft
Activity-induced phase transition and coarsening dynamics in dry apolar active nematics
该研究针对干态非极性活性向列系统,结合Lebwohl-Lasher相互作用与随机非格点动力学构建相图,揭示一级相变与粗化动力学规律,为活性物质相变研究提供了理论与数值依据。
2024-10-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Biaxial nematic phases in fluids of hard board-like particles
我们使用密度泛函理论的基本措施类型,研究的相对稳定性的双轴晶相,相对于非均匀相,如近晶和柱状,在由硬板状颗粒的大小$σ_1>σ_2>σ_3$的流体。采用了限制取向(Zwanzig)近似。改变比例$κ_1=σ_1/σ_2$,同时保持$κ_2=σ_2/σ_3$,我们预测相图的各种值的$κ_2$,其中包括所有的均匀相:各向同性,单轴杆和板状向列相,和双轴向列相。此外,调幅不稳定性的均匀相相对于近晶,柱状和塑性固体类型的波动,得到。与最近的实验结果一致,我们发现$κ_2\simeq 2.5$的双轴取向相开始稳定。此外,如以前的理论和模拟双轴硬颗粒预测,我们得到了一个区域的双轴性集中在$κ_1\approxκ_2$的$κ_2$增加而扩大。对于$κ_2\agt 5$,填充分数与$κ_1$相图的区域$κ_2\approxκ_1$表现出有趣的拓扑结构,该拓扑结构随着$κ_2$而定性变化。我们已经发现,增加双轴形状各向异性有利于形成双轴取向相。我们的研究是第一个将FMT理论应用于双轴粒子,因此,它超越了二阶维里近似。我们的预测,相图必须是不对称的是一个真正的结果,目前的方法,这是不占以前的研究的基础上的二阶理论。
2011-03-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Isotropic, Nematic and Smectic A Phase Behaviour in a Fictitious Field
本文在McMillan平均场近似的框架下,研究了液晶在外场作用下的相行为。结果表明,温度与近晶A级相互作用参数的相图在外场作用下呈现出不同的拓扑结构。精确地讨论了场共轭对近晶A相的影响。
2004-07-21 cond-mat.soft
Ordering kinetics and steady states of XY-model with ferromagnetic and nematic interaction
该研究聚焦广义XY模型在铁磁与向列相互作用下的非平衡演化,通过缺陷湮灭分析系统动力学,发现纯系统畴生长随温度减速,给出含三类低温相的相图,深化了对该系统演化行为的理解。
2024-04-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enhancement by polydispersity of the biaxial nematic phase in a mixture of hard rods and plates
单轴棒状和板状硬平行六面体的多分散混合物的相图确定的纵横比$κ=5$和15。所有颗粒具有相等的体积,并且以高度对称的方式引入多分散性。已知相应的二元混合物对于$κ=15$具有双轴相,但是对于$κ=5$对于分层成两个单轴向列相是不稳定的。我们发现,无论多分散性的量如何,$κ=15$的相图在性质上与二元混合物的相图相似,而对于$κ=5$,足够量的多分散性使双轴相稳定。这提供了一些线索的实验设计,在这个长期的搜索双轴相位可以观察到。
2002-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The effect of flexibility and bend angle on the phase diagram of hard colloidal boomerangs
研究了柔性和弯曲角度对硬半柔性回飞镖系统的影响。这些被建模为在一端以可以围绕优选角度波动的角度连接的两个杆状段。我们使用第二维里理论的半柔性链的两个部分,并数值求解的全方位分布函数的四个角度的函数,确定回飞棒的方向。我们绘制了作为两个角度的函数的单段分布以及臂间角度分布。对于刚性回飞镖,我们发现扁长形,扁圆形,和双轴向相位取决于弯曲角度和密度,在部分协议与以前的结果刚性回飞镖。然而,对于优选的臂间角为$90^\circ$的情况,我们发现双轴双折射相位具有四重而不是两重旋转对称性,因此需要四阶序参量来描述它。此外,我们发现柔性大大减少了双轴双折射相位的稳定区域,长轴双折射变得更有利。
2018-06-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phases and Transitions in Phantom Nematic Elastomer Membranes
最近发现的散装弹性体的不寻常的性能的动机,我们研究了液晶聚合幻影膜的相图,集中在平面内的有序。我们预测,这样的膜一般应表现出五个阶段,区分其构象和面内取向的性质,即各向同性皱,向列型皱,各向同性平面,向列型平面和向列型小管相。在向列小管相,膜沿{ \em自发}有序方向伸展,而在另一个方向则皱缩。相关联的自发对称性打破保证向列型小管的特征在于构象取向软(Goldstone)模式和伴随的面内剪切模量的消失。我们发现,长程取向秩序的向列型小管保持即使在存在谐波热波动。然而,它是可能的,小管的弹性性质是由这些波动,可以使用非线性弹性理论的小管阶段,我们在本文的最后推导出的研究。
2004-11-25 cond-mat.soft
Two-dimensional nematics in bulk and confined geometries
二维向列相具有特殊的性质,最近已经使用计算机模拟和各种理论模型进行了研究。在这里,我们回顾了我们自己的贡献领域使用密度泛函理论,并提出了一些初步的模拟结果限制二维向列相。首先,我们讨论了可能的稳定体相和相图以及相和颗粒几何形状之间的关系。然后,我们探讨了在一个单一的基板上的吸附性能和所产生的限制效果时,流体被限制在平行的墙壁之间。接下来,限制在圆形腔,这种几何形状使我们能够测量一些最简单的缺陷,出现在二维向列相的属性。最后,初步的蒙特卡罗模拟结果显示在圆形几何约束向列相。
2012-07-13 cond-mat.soft
Polydispersity stabilizes Biaxial Nematic Liquid Crystals
受观察到的一个非常稳定的双轴晶相的启发[E.v.d. Pol等人,物理修订版信函103,258301(2009)],我们研究了尺寸多分散性对板状颗粒悬浮液的相行为的影响。通过Onsager理论内的限制取向(Zwanzig)模型,我们表明,多分散性诱导一种新的拓扑结构的相图中,有两个朗道四临界点之间的扁单轴的单轴有序有利于预期的扁长顺序。此外,这一现象导致单轴双晶和近晶态之间的巨大稳定双轴态的开放。
2011-08-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Biaxial nematic phase stability and demixing behaviour in monolayers of rod-plate mixtures
我们从理论上研究的硬棒-板混合物的单分子膜的相行为,使用基本测量密度泛函的限制取向(Zwanzig)近似。我们认为这两个物种是受一个有吸引力的潜力成正比的颗粒接触面积的表面上,并与吸附强度,取决于物种类型。颗粒具有板状形状,使用对称标准选择尺寸:相同体积和相同纵横比$κ$。计算了$κ=10$、20和40以及不同吸附强度值的相图。对于小的吸附强度的混合物表现出二阶单轴向列-双轴向列的过渡杆$0\leq x\lesssim 0.9$的摩尔分数。在单轴取向相,棒和板的粒子轴分别垂直和平行于单层排列。在过渡区,板块轴的取向对称性被打破,它们的取向平行于表面上的指向矢。对于大的和相等的吸附强度的混合物在低压下分层成单轴的双相,丰富的板,和双轴的双相,丰富的杆。这种分层位于两个三临界点之间。此外,在较高的压力和在板丰富的相图的一部分,该系统表现出强烈的一阶单轴向列-双轴向列相变与一个大的密度共存间隙。当棒吸附相当大而板吸附很小时,向双轴晶相的转变总是二级的。在非常高的压力下,混合物可以有效地被识别为正方形和矩形的二维混合物,其再次在某个临界点以上分层。我们还研究了均匀相的相对稳定性与密度调制的近晶,柱状和结晶对称性。
2016-07-22 cond-mat.soft
Molecular field theory for biaxial smectic A liquid crystals
热致性双轴晶A相似乎是罕见的,但双轴近晶A相较少。在这里,我们使用分子场论来研究一个简单的双参数模型,其中一个参数促进双轴相和第二促进近晶性。该理论结合了双轴Maier-Saupe和McMillan模型。我们交替使用Sonnet-Virga-Durand(SVD)和几何平均近似(GMA)来表征分子的双轴性。对于非零的近晶性和双轴性,该模型总是预测一个基态双轴近晶A相。对于低程度的近晶有序,相图是非常丰富的,预测单轴和双轴的双晶和近晶相,此外还有各种三临界和四临界点。对于更高程度的近晶性,双轴晶相的稳定区域受到限制并最终消失,产生双轴近晶相。从两个替代近似分子双轴性的相图是相似的,除了因为SVD允许一阶各向同性-双轴向转变,而GMA预测分离各向同性和双轴向相变的朗道点。我们推测,热致性双轴晶相的稀有性部分是稳定的类似近晶相的存在的后果。
2021-05-21 cond-mat.soft
Phase diagrams for sticky rods in bulk and in a monolayer from a lattice free-energy functional for anisotropic particles with depletion attractions
本文在Asakura-Oosawa模型的基础上,导出了具有硬核排斥和有效吸引的各向异性粒子晶格模型的基本测度型密度泛函。通过各种尺寸和形状的聚合物晶格颗粒,可以在胶体之间产生不同强度和范围的有效吸引。的功能被施加到确定的相图的粘性棒的长度$L$在两个维度,在三个维度和在一个中性基板上的单层系统。在所有情况下,有序化和气-液转变之间存在竞争。在二维中,这会产生一个三临界点,而在三维中,各向同性-相变平滑地过渡到气-液相变。最丰富的相行为被发现的单层系统。对于$L = 2$,发现了两个稳定的临界点,分别对应于标准的气-液相变和非标准的液-液相变。对于$L = 3$,气-液转变变为亚稳态。
2017-09-15 cond-mat.soft physics.chem-ph
Isotropic-nematic phase transition in suspensions of filamentous virus and the neutral polymer Dextran
我们提出了一个实验研究的各向同性的相变在带电的半柔性杆(fd病毒)和中性聚合物(葡聚糖)的水溶液混合物。完整的相图是根据离子强度和聚合物分子量测量的。在高离子强度下,聚合物的加入拓宽了各向同性相和非各向同性相的共存区域,聚合物优先分配到各向同性相中,而在低离子强度下,聚合物的加入对相变没有影响。双折射测量确定的双折射序参量,并发现是独立的聚合物浓度(或等效的吸引力的强度)。实验结果与现有的理论预测的各向同性的吸引相互作用杆中的相变进行了比较。
2004-02-12 cond-mat.soft
Similarity and Dissimilarity between Influences of Anchoring Walls and of External Fields on Nematic and Smectic A Phases
研究了垂直锚定壁和外场作用下的McMillan液晶模型。对于薄的系统,临界厚度的存在下,该系统不会发生离散的相变,被确认。锚定壁和外场的影响之间的明显差异阐明通过调查的序参量和温度与外场相图的散装系统。
2004-12-09 cond-mat.soft
Density Functional Theory of Model Systems with the Biaxial Nematic Phase
本文从理论上研究了模型体系中热致双轴向列液晶相的稳定性。其主要目的是提出空间均匀的液体中间相的相图,并确定影响双轴向液晶稳定性的分子参数。在低密度近似下,用局域密度泛函理论得到了这些图,并通过分岔分析得到了在相变点附近模型的分子参数与系统宏观性质之间的关系。我们考虑三个模型系统;所谓的L=2模型(对势的取向部分的最低耦合模型),双轴Gay-Berne相互作用,和双芯系统。对于第二个,我们也简要地调查了弹性常数的温度依赖性在棒状政权和朗道点附近,并评论近晶相。在每种情况下,我们都考虑到刚性分子。我们发现,朗道点获得的平方根规则硬双轴椭球保留其意义,并提供定性正确的估计朗道点的位置Gay-Berne双轴椭球。在单轴和双轴Gay-Berne椭球构成的双芯模型分子的情况下,我们发现偶极-偶极相互作用和臂的双轴度改变了双轴双芯相的稳定性。
2009-07-03 cond-mat.soft
Bulk phase behaviour of binary hard platelet mixtures from density functional theory
我们调查各向同性各向同性,各向同性的,向列相共存的二元混合物的圆形血小板消失的厚度,连续的旋转自由度和径向尺寸比$λ$高达5。一个基本的措施密度泛函理论,以前用于单组分模型,提出和结果进行比较,从Onsager理论作为基准。对于$λ\leq 1.7$,系统显示各向同性-双相共存,随着$λ$值的增加,双相区变宽。对于尺寸比$λ\geq 2$,我们发现两个π态的分层变得稳定,并且可以发生各向同性π-π三相点。基本测度理论给出了一个比Onsager理论更小的各向同性双相区,并将转变定位在较低的密度。此外,在给定的$λ$值下,比Onsager理论中发现的更大范围的组合物上发生向列相-非向列相分层。这两种理论预测的相图的拓扑结构相同。部分有序序参量随组成强烈变化,表明较大的颗粒比较小的颗粒更强有序。
2010-01-29 cond-mat.soft
Nematic phase transitions in mixtures of thin and thick colloidal rods
我们提出了第一个实验测量的各向同性和双相的混合物薄,带电半柔性FD病毒,厚,FD-PEG创建共价接枝聚(乙二醇)的FD,杆的表面。FD-PEG是空间稳定的,其相行为与离子强度无关。FD充电。因此,通过改变fd和fd-PEG的混合物的离子强度,仅裸fd棒的有效直径改变,随后将有效直径比(d=D_fd-PEG/D_fd)从3.7改变至1。在溶液中,FD和FD-PEG的二元混合物显示出各向同性的,双相的和向列相共存的浓度增加。我们测量的二元相图的组成,总浓度和离子强度的函数。我们发现了一个较低的临界点,在向列相-非向列相共存的区域,这是以前没有观察到的。这些实验结果解决了文献中关于向列相分离随浓度变化的争论。实验结果定性描述的重新缩放Onsager型理论的二元棒混合物的相行为。
2004-09-15 cond-mat.soft
Binary separation in very thin nematic films: thickness and phase coexistence
报道了在硅衬底上生长的戊基氰基联苯(5 CB)超薄膜(10 ~ 200 nm)的温度特性。在附近的超导/各向同性过渡,我们观察到的两个不同厚度的区域共存:厚的区域是在超导状态,而薄的是在各向同性状态。此外,转变温度遵循1/h^2定律(h为膜厚度)向下移动。显微镜观察和小角度X射线散射使我们能够绘制相图,这是解释的二元一阶相变的厚度起着序参量的作用。
2001-06-06 cond-mat.soft
Nematic liquid crystals in contact with geometrically and chemically patterned substrates: A Monte Carlo Study
用非Boltzmann蒙特卡罗方法研究了一端为几何图形和化学图形衬底,另一端为具有强锚定的平面衬底的向列型液晶。我们观察到显着的偏离连续为基础的预测的相图,这是研究作为一个函数的倾斜角在顶部基板和厚度的细胞。在较大的倾斜角在顶部基板的双轴性的发病观察。在几何图形和化学图形之间引入的相移对系统中的指向矢结构有显著的影响。
2010-10-15 cond-mat.soft
Importance of transverse dipoles in the stability of biaxial nematic phase: A Monte Carlo study
对具有$D_{2h}$对称性的双轴分子晶格系统进行蒙特卡罗模拟,并与二阶各向异性色散势相互作用,根据组成分子的双轴性产生三个不同的宏观相。这样一个系统的相图作为分子双轴性的函数被大大修改时,横向偶极子被认为是与每个分子,使对称性降低到$C_{2v}$。我们的结果表明分裂的朗道点,即在相图中的点,从各向同性相的双轴向异性相发生直接过渡,到朗道线的双轴分子系统与强横向偶极子。当相对偶极强度达到最佳值时,朗道线的宽度最大。横向偶极子的存在下,导致在较高的温度下,并为一系列的分子双轴性的值的热致性双轴取向相的稳定。通过计算一阶和二阶取向关联函数,研究了单轴和双轴相的结构特性。揭示了双轴取向反铁电结构中偶极诱导的长程序。
2012-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behaviour of binary mixtures of diamagnetic colloidal platelets in an external magnetic field
利用基本测度密度泛函理论研究了厚度为零的圆片晶二元混合物中的平行线-向列相和向列相共存。外部磁场诱导单轴排列,并以与血小板面积成比例的强度作用于血小板。当粒径比λ =1.5时,体系表现为平行-平行共存。当λ =2时,在上临界点和平行线-双折射-双折射三相点之间,也会发生两种具有不同成分的双折射态的分层。随着电场强度的增加,共存区逐渐缩小。在足够高的场强下,在双临界点以上,系统出现不相容性的闭环,相共存消失。对于λ =2.5,除了平行线-平行线共存之外,还存在向列线-平行线共存,其持续存在并且因此不终止于临界点。部分取向序参量沿双节点强烈变化的组合物和连接时,每个物种的封闭回路的不相容性,在相应的相图顺利。
2011-04-20 cond-mat.soft
Theory of the isotropic-nematic transition in dispersions of compressible rods
我们从理论上研究了能够弹性调节相互排斥体积的棒的有序化转变。模型棒由一个坚硬的核心和一个可变形的外壳组成,它模仿了聚合物包裹的棒状fd病毒颗粒的结构,这种病毒颗粒最近一直是实验研究的对象[K.~ Purdy等人,物理修订信函\textbf{94},057801(2005)]。我们发现,这种软杆流体表现出各向同性的相变的密度高于相应的硬杆系统相同的直径,并在共存的序参量的的双相非单调地依赖于聚合物涂层的弹性性能。对于硬棒和软棒的二元混合物,相图的拓扑结构敏感地依赖于壳的弹性。在裸的和聚合物包被的fd病毒颗粒的混合物中发现的较低的向线临界点,不能被该理论重现。
2006-02-02 cond-mat.soft
Surface and smectic layering transitions in binary mixtures of parallel hard rods
研究了胶体硬棒与固体基底(硬壁)接触的二元混合物的表面相行为,特别强调了包括近晶A相的相图区域。胶体棒被建模为相同直径和不同长度的硬圆柱体,近似完美对齐。一个基本的测量密度泛函被用来获得平衡密度分布和热力学性质,如表面张力和吸附系数。体相图表现出向列-近晶相和近晶-近晶相分层,近晶相具有不同的组成;在某些情况下,它们是微分馏的。计算出的表面相图的壁面的界面显示出非常丰富的相行为,包括分层过渡和在高压下完全润湿,从而无限厚的近晶膜生长在壁上通过一个无限序列的逐步一阶分层过渡。对于较低的压力完全润湿也获得,但在这里的近晶膜生长在一个连续的方式。最后,在非常低的压力下,壁-面界面表现出临界吸附的近晶相,由于体向列相-近晶相转变的二阶字符。
2010-02-02 cond-mat.soft
Nematic liquid crystals in a rectangular confinement: solution landscape and bifurcation
本文采用二维Landau-de Gennes框架,研究了矩形区域内双相液晶的解的景观和分岔图,其中包含两个几何相关变量:半短边长度$λ$和纵横比$b$ .首先,我们分析证明,对于任何$b$与足够小的$λ$或足够大的$b$与固定的域大小,有一个独特的稳定的解决方案,有两个线缺陷的相对短的边缘。其次,我们通过改变$λ$和$b$数值构造解景观,并报告了一个新的X状态,它出现在鞍结分岔,并作为这样的解景观的父状态。然后在这些解景观中发现各种新的类,包括X类、S类和L类。通过跟踪单个解的Morse指数,我们给出了临界平衡的分岔图,从而说明了临界点的出现机制和几何各向异性对受限缺陷图案的影响.
2021-09-21 cond-mat.soft math-ph math.AP
Ideal Mixing of Paraelectric and Ferroelectric Nematic Phases in Liquid Crystals of Distinct Molecular Species
本文实验研究RM734与DIO二元混合物的相图和电光性质,发现二者在顺电-铁电向列相行为及极化密度上形成理想混合,并因晶相溶解度差而增强低温铁电向列相稳定性,实现室温电光效应。
2021-10-20 cond-mat.soft
Quenched disorder and spin-glass correlations in XY nematics
本文从理论上研究了具有猝灭随机无序的三维XY双光子系统的平衡有序。在此模型中,利用复制技巧和高斯变分法,得到了关联长度与局域无序序参量和有效无序强度的关系。这些结果阐明了在序参量和无序强度递减的极限情况下,即在纯系统的相变附近发生了什么。特别是,它被发现,淬火无序是不相关的序参量趋于零,因此不改变连续的XY向各向同性相变的字符。我们讨论了如何将这些结果与实验和模拟进行比较
2006-09-26 cond-mat.soft
Twist-bend nematic phases of bent-shaped biaxial molecules
分子结构的变化如何影响扭曲-弯曲双相(N $_\text{TB}$)的相对稳定性和结构性质?本文推广了平均场模型[C. Greco等人,软物质,2014,10,9318],以研究臂分子双轴性和分子的弯曲角的值对N $_\text{TB}$的相对稳定性的影响。特别是,我们表明,通过控制双轴性的分子的武器多达四个有序相可以变得稳定。它们涉及N $_\text{TB}$的局部单轴和双轴变体,以及单轴和双轴双相。然而,V形分子显示出比双轴取向相更强的形成稳定的N $_\text{TB}$的能力,其中后者相仅在弯曲角大于$140^\circ$和两个臂的大双轴度时出现在相图中。
2016-08-17 cond-mat.soft