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
Scaling of the elastic contribution to the surface free energy of a nematic on a sawtoothed substrate
我们表征的弹性贡献的表面自由能的一个certain在存在的certain基板。我们的研究结果是基于数值最小化的Landau-de Gennes模型和分析计算的Frank-Oseen理论。在衬底的楔形和顶点中的向错线（其特征在于非半整数缠绕数）的成核引起与qlnq成比例的前导阶，该前导阶与对表面自由能量密度的弹性贡献成比例，q是与衬底周期性相关联的波数。
2010-06-23 cond-mat.soft
Pattern-induced anchoring transitions in nematic liquid crystals
在本文中，我们重新审视的问题，接触图案化基板的液晶。该基板被建模为一个周期性阵列的平行无限的凹槽明确的截面雕刻在一个化学均匀的基板上，有利于当地的垂面锚定的双金属。我们考虑三种情况：一个锯齿形，锯齿形和正弦基板。我们在修改后的Frank-Oseen形式主义分析这个问题。我们认为，基板周期性远大于外推长度，不同的doppler纹理与不同的远场方向的存在，以及它们之间的锚定过渡，与拓扑缺陷的存在下，无论是在或接近基板。对于正弦曲线和正弦曲线的情况下，我们观察到一个垂直平面锚定过渡衬底粗糙度的增加。另一方面，观察到的锯齿状基板的垂直倾斜的锚定过渡。在这种情况下，锚定相图示出了对衬底粗糙度和衬底锚定强度的复杂依赖性。
2016-10-28 cond-mat.soft
Colloidal hard-rod fluids near geometrically structured substrates
密度泛函理论被用来研究胶体硬棒流体附近的一个单独的直角楔或边缘，以及附近的硬墙，这是周期性图案与矩形障碍。Zwanzig模型，其中的方向的杆被限制为三个正交的方向，但他们的位置可以连续变化，分析通过数值最小化的巨势。密度和取向顺序配置文件，过量吸附，以及表面和线张力的确定。计算结果显示出平行于并靠近楔角[边缘]的棒的富集[耗尽]。对于在几何图案化壁附近的流体，壁-各向同性液体界面被膜完全润湿作为两阶段过程发生，其中首先膜相填充屏障之间的空间，直到形成几乎平面的各向同性-膜液体界面，将屏障之间的空间中的较高密度的膜液体与较低密度的各向同性本体流体分离。在第二阶段中，当接近体各向同性时，发展出不同膜厚的双折射膜。
2004-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Activity driven orientational order in active nematic liquid crystals on an anisotropic substrate
本文研究了各向异性衬底对模拟的二维主动湍流动力学的影响。这被引入为各向异性摩擦和有效各向异性粘度，各向异性的取向由基底限定。在这个系统中，我们观察到出现的全球性的拓扑缺陷，这是由粘度和主动应力的大小的各向异性程度控制的顺序。在具有各向异性粘度或摩擦的被动液晶中没有看到全局缺陷对准，这证实了有序化是由主动应力驱动的。然后，我们仔细研究了由单个缺陷产生的主动流动，以表明流动的动能是取向依赖性的，从而导致缺陷上的扭矩使它们与衬底中的各向异性对准。
2018-10-10 cond-mat.soft
Nematic ordering in active fluids driven by substrate deformations: Mechanisms and patterning regimes
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）
研究发现基底变形可诱导活性流体形成长程取向有序，揭示了软环境反馈对活性系统有序性的通用机制。
2026-01-16 cond-mat.soft
Bistable anchoring of nematics on rough substrates
我们分析了润湿和锚定液晶无序之间的相互作用，例如，在Landau-de Gennes理论的框架中，在衬底和向列-各向同性（NI）界面上的竞争垂直和平面易轴的情况下，粗糙衬底。计算了方位对称衬底的相图。我们确定了两个制度-一个强耦合制度，润湿过渡与锚定过渡相吻合，和一个弱耦合制度，其中两个是分开的。锚定过渡是一阶的，并且在垂面锚定和平面锚定之间切换。这两个竞争方向在很宽的参数范围内是亚稳定的。因此，这样的表面可以用来生成双稳态。
2008-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Proliferating Nematic That Collectively Senses an Anisotropic Substrate
University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Kavli Institute for Theoretical Physics, University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所）；Yale University（耶鲁大学）
研究通过连续模型揭示了细胞在各向异性基底上集体对齐的机制，通过生长驱动和基底驱动的对齐竞争，实现最终堵塞状态的结构控制。
2026-01-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Colloidal particles at a nematic-isotropic interface: effects of confinement
当胶体颗粒被一个向列-各向同性的平面界面捕获时，它会被界面拖曳，从而出现空间周期性结构，其周期取决于颗粒的质量、尺寸和界面速度~ \cite{west.jl:2002}。如果将液晶夹在两个基板之间，则界面呈楔形形状，以适应界面-基板接触角并使其正面上的指向矢畸变最小化。相应地，粒子沿着复杂的轨迹运动：它们首先被界面捕获，然后向其顶点“滑行”。我们的实验量化这种情况下，和数值最小化的朗道-德热内自由能允许定性描述的界面结构和阻力。
2006-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of spatially-varying substrate anchoring on instabilities and dewetting of thin Nematic Liquid Crystal films
部分润湿的非晶态液晶（NLC）薄膜在基底上是不稳定的去湿型不稳定性，由于不稳定的固体/NLC相互作用力。这些不稳定性被修改的薄膜，这影响了有效的固体/NLC相互作用的可伸缩性。在这项工作中，我们专注于施加衬底锚定的不稳定性发展的影响。进行分析的基础上的Leslie-Ericksen描述的NLC膜的长波配方内。所得方程的线性稳定性分析表明，不稳定的一些功能，如新兴的波长，可能不会受到施加的衬底锚定。进一步进入非线性制度，考虑通过大规模的基于GPU的模拟，然而，显示非线性效应可能发挥重要作用，特别是在强衬底锚定各向异性的情况下。我们的模拟结果表明，不稳定的膜开发在两个阶段：第一阶段涉及形成的脊是垂直于本地锚定方向;和第二涉及这些脊和形成的下降，其最终分布的影响由基板施加的各向异性。最后，我们表明，实施更复杂的基板各向异性图案，使我们能够达到基本的理解基板施加的缺陷方向上的不稳定性演变的影响。
2020-09-27 cond-mat.soft
Wrinkling of a thin film on a nematic liquid crystal elastomer
当薄膜受到压缩时，通常在沉积在软弹性体基底上的薄膜中产生皱纹。受最近实验的启发[Agrawal等人，软物质8，7138（2012）]，其示出了如何通过使用弹性体基底来控制褶皱形态，我们发展了在弹性体顶部的各向同性膜的小幅度褶皱的理论。假定弹性体的指向矢位于平行于未变形膜平面的平面内。对于沿垂直于弹性体指向矢的方向的膜的单轴压缩，系统表现为各向同性基底上的压缩膜。当单轴压缩方向为n阶时，我们发现液晶弹性体的软弹性特性导致了一个临界应力，与各向同性基片的情况相比，该临界应力很小。我们还确定了在临界应力的皱纹的波长，并显示了临界应力和波长如何依赖于基板的深度和各向异性的聚合物链在弹性体的弹性体。
2016-04-30 cond-mat.soft
Competing Alignments of Nematic Liquid Crystals on Square Patterned Substrates
本文从理论上分析了限制在具有正方形图案的基片之间的双折射液晶，这些正方形图案可以促进垂直和平面取向。两种方法被用来阐明的行为，在很大范围内的长度尺度：蒙特卡罗模拟硬粒子和Frank-Oseen连续理论。这两种方法都预测了沿正方形边缘的大体积中的简并方位角对准;连续计算还揭示了如果与图案相关联的极性锚定能量足够弱，则锚定过渡到对角对准的可能性。与以前分析的条纹系统不同，蒙特卡罗模拟表明，对于足够薄的细胞，没有“桥接”过渡。在何种程度上，这些几何图案化的系统类似于地形图案化的基板，如方井，也进行了讨论。
2012-07-06 cond-mat.soft
Generalized Berreman's model of the elastic surface free energy of a nematic liquid crystal on a sawtoothed substrate
在本文中，我们提出了一个推广的Berreman的模型的弹性贡献的表面自由能量密度的液晶在一个支持垂面锚定，作为一个函数的波数的表面结构$q$，倾斜角$α$和表面锚定强度$w$的衬底存在。除了以前报道的非解析贡献成正比于$q\ln q$，由于在楔形底部和顶点的衬底的向错线的成核，下一个领先的贡献是成正比于$q$对于一个给定的衬底粗糙度，与Berreman的预测。我们计算了这个项，发现它有两个贡献：相对于对应于孤立的向错线的指向矢场的偏差，以及它们相关的核心自由能。从Landau-de Gennes模型得到的结果比较表明，我们的模型是相当准确的极限$wL>1$，当强锚定条件有效地实现。
2012-05-18 cond-mat.soft
Active nematic materials with substrate friction
密集活动系统中的活动湍流的特征在于在长度尺度上的高涡度，与单个实体相比，该长度尺度较大。我们描述了摩擦阻尼屏蔽动量传播的主动湍流特性。当摩擦力增加时，由于速度衰减得更快，在双曲指向矢场中的壁之间的间距减小。这导致，首先，一个政权与更多的墙壁和拓扑缺陷的数量增加，然后到一个堵塞的状态，其中的墙壁界定带相反的流动，类似于被动复杂流体中观察到的剪切带。
2014-12-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Anomalous uniform domain in a twisted nematic cell constructed from micropatterned surfaces
我们已经发现了一种光学均匀类型的域，其发生在扭曲向列（TN）电池中，所述扭曲向列（TN）电池由通过自组装单层（SAM）的微接触印刷用条带化学图案化的基板构造;这样的域不发生在由均匀基板构造的TN电池中。在这样的单元中，基板处的方位角锚定是由于液晶的弹性各向异性而不是传统的摩擦机制。一个模型，预测的扭曲和异常状态的相对稳定性的材料和设计参数的函数。
2008-12-16 cond-mat.soft
Electrically assisted light-induced azimuthal gliding of the nematic liquid crystal easy axis on photoaligned substrates
我们研究的易轴，发生在与光取向偶氮染料膜接触的液晶中的方位角滑动的重定向紫外光结合的作用下的平面电场。对于用线性偏振光照射，发现易轴重取向的动力学比非偏振光的情况更快。此外，它减缓与用于制备偶氮染料膜的初始照射剂量。这种效果是通过使用先前建议的唯象模型解释。通过求解该模型的转矩平衡方程，给出了与实验数据吻合较好的理论计算结果。
2010-04-22 cond-mat.soft
External and intrinsic anchoring in nematic liquid crystals: A Monte Carlo study
我们提出了一个Monte Carlo研究的外表面锚定在部分无序的固体基板，以及内在的锚定在自由的电介质界面的电介质电池。模拟是基于一个简单的六边形晶格模型与空间各向异性的分子间的潜力。我们估计相应的外推长度$b$通过施加一个弹性形变在一个混合细胞样的样本。我们对$b$的估计随着表面无序度的增加而增加，并且基本上与温度无关。只有当双金属分子与衬底的耦合和双金属-双金属相互作用的各向异性都很弱时，才能接近$b$的实验值。
2003-05-29 cond-mat.soft
Molecular-scale substrate anisotropy and crowding drive long-range nematic order of cell monolayers
该研究通过高通量成像平台发现分子尺度基底各向异性可引导细胞沿向列轴分裂并产生伸展应力，从而在组织尺度建立长程向列序，为组织工程提供新策略。
2022-10-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
Liquid-crystalline Casimir effect in the presence of a patterned substrate
我们考虑一个双折射液晶由两个平行的平面界面，一个是横向均匀的，另一个由基板赋予周期性的化学条纹图案。基于连续介质理论，我们分析了横向图案对液晶Casimir力的影响，Casimir力作用在距离d处的液晶盒界面上，由于液晶盒指向矢的热涨落。对于比图案周期性大得多的d，图案化衬底的影响可以通过均匀的有效锚定能量来描述。通过调整这个参数，我们恢复以前的结果为液晶卡西米尔力。对于一般情况，即，更小的分离，我们提出了新的数值结果。
2004-05-28 cond-mat.soft
Nematic Films at Chemically Structured Surfaces
本文从理论上研究了吸附在平面衬底上的具有交替排列特性的条纹（分别为法向和切向）的薄膜的形貌。我们构建了一个简单的“精确可解”的有效界面模型，其中的液晶扭曲占通过一个有效的界面电位。我们发现，化学图案化的基板可以强烈变形的向列相-空气界面。这种基板引起的波动的幅度随着平均膜厚度的减小和表面图案间距的增加而增加。我们发现一个政权的界面变形可以描述在一个材料无关的通用标度函数。令人惊讶的是，有效的界面模型的预测同意半定量的结果的数值解的一个完整的模型的基础上的Landau-de Gennes理论耦合到一个平方梯度相场自由能功能的两相系统。
2016-09-06 cond-mat.soft
Temperature dependence of the nematic anchoring energy:mean field analysis
在平均场近似下，我们计算了由于热涨落引起的液晶与固体衬底接触时的锚定能强度的温度依赖性。我们的研究仅限于弱锚定的情况下，微观表面能是小的平均场能量，由于？阶段。我们进一步假设，衬底的物理性质可以被认为是温度无关的范围内的α相。根据微扰理论，通过对微观表面能进行平均，得到宏观表面能，其中密度矩阵只包含微扰平均场。我们证明了锚定能系数的热重整化与广义有序序参量成正比。
2000-04-07 cond-mat.soft
Bistable director alignments of nematic liquid crystals confined in frustrated substrates
利用Lebwohl-Lasher自旋模型的蒙特卡罗模拟，研究了双阻挫面约束下的液晶的面内取向。表面制备有定向棋盘图案，在其上指向矢场被局部锚定为平面但相邻块之间正交。我们发现体中的指向矢场倾向于沿着棋盘图案的对角轴对齐，如实验所报道的[J. H. Kim等人，应用物理信函78，3055（2001）]。当系统达到各向同性-相变温度时，两个稳定取向之间的能垒增加。基于弹性理论，我们发现这种双稳性是由于阻挫面附近指向矢场的空间调制。随着嵌段尺寸的增加和/或弹性模量的减小，指向矢不均匀性的程度增加，从而增大了能垒。我们还发现，稳定状态之间的切换率降低时，块的大小是可比的细胞厚度。
2017-01-26 cond-mat.soft
Propagation of active nematic-isotropic interfaces on substrates
受细菌粘质沙雷氏菌群的主动-被动界面繁殖结果的启发[Nat. Comm.，9，5373（2018）]我们使用流体动力学多相模型来研究活性向列相在基底上的界面的传播。我们的特点是活跃的阶段的模型，并讨论其描述的统计动力学的群集。我们发现，速度关联函数和能量谱的活动湍流阶段的模型规模与活动长度，为一系列的活动。此外，能谱表现出两个幂律制度的指数接近其他模型和细菌群的报道。虽然光谱的上升分支（小波矢量）的指数似乎与活动无关，但衰变的指数随活动系统地变化，尽管缓慢。我们还描述了圆形和扁平的主动-被动接口的传播。我们发现，圆形被动域的关闭时间与活动的平方衰减和平坦的接口的结构因子是类似的报道群，与活动相关的指数。最后，研究了衬底摩擦对薄膜性能的影响。我们发现了一个依赖于活动的阈值，在该阈值之上，湍流的活动的活动的微扰形成孤立的岛屿，收缩，直到系统变得各向同性和低于该阈值的活动的微扰扩展，与一个定义良好的传播接口。界面可以通过摩擦梯度停止。
2019-11-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Beyond Dipolar Activity: Quadrupolar Stress Drives Collapse of Nematic Order on Frictional Substrates
该研究结合实验与模拟，发现摩擦基底上的微管-驱动蛋白体系因四极活性与摩擦的共同作用发生向列序崩塌，揭示了环境调控活性物质的新机制。
2025-01-14 cond-mat.soft physics.bio-ph
Hydrodynamic theory for nematic shells: the interplay among curvature, flow and alignment
本文导出了双折射液晶在弯曲衬底上的流体力学方程。我们调用拉格朗日-瑞利变分原理，以适应埃里克森-莱斯利理论的二维向列相，其中退化锚定的分子在基板上被强制执行。在这个计划中唯一的本构假设涉及自由能量密度，给出了二维弗兰克潜力，和密度的耗散，这是需要满足适当的不变性要求。由此产生的运动方程耦合的速度场，指向矢对准和壳的曲率。为了说明我们的研究结果，我们考虑的效果，一个简单的剪切流的对齐上的一个圆柱形壳体。
2016-07-04 cond-mat.soft
Bending-induced director reorientation in a nematic liquid crystal elastomer bonded to a hyperelastic substrate
本文在非线性弹性理论的框架下，研究了表面涂敷有液晶液晶弹性体的超弹性基底的二维纯弯曲问题。对于给定的本构模型，建立了由变形动量平衡、取向动量平衡和力学约束组成的控制系统，并导出了相应的精确解。发现存在两种不同的弯曲解。为了确定哪一个是优选的，我们比较了两种解决方案的总势能，并发现对于某些材料参数，两种能量曲线可能在弯曲角$α_c$的临界值处具有交点。具体地，指向矢$\bm n$在$α_c$处突然将$\dfracπ{2}$从一个解旋转到另一个解，这指示指向矢重定向（或跳跃）。此外，不同的材料和几何参数的弯曲变形和过渡角$α_c$的影响可以揭示使用所获得的弯曲解。同时，该精确解可为验证液晶弹性体近似平板模型的准确性提供基准问题。
2020-03-16 cond-mat.soft
Numerical study of surface-induced reorientation and smectic layering in a nematic liquid crystal
基于扩展的Landau理论，数值计算了从取向衬底到“无穷远”范围内，双晶型液晶和近晶型液晶序参量的表面诱导分布。为了得到解在“无穷远”处的光滑性态，通过线性化平衡解附近的朗道能，导出了边界能泛函。我们发现，内禀波数的近晶结构，它起着一个耦合的作用，近晶和近晶顺序，强烈影响董事重新取向。当远离表面时，近晶有序迅速衰减，而单轴向列相序参量在靠近衬底时表现出振荡行为，并伴有非零的局部双轴性。
2000-10-08 cond-mat.soft
Young and Young--Laplace equations for a static ridge of nematic liquid crystal, and transitions between equilibrium states
出于需要更好地了解系统，涉及一个液晶，固体基板，和一个被动的气体，包括基板-基板-气体三相接触线之间的接口，我们分析了一个二维静态脊的固体基板上休息的被动气体的气氛。具体来说，我们得到了第一个完整的理论描述，这个系统，包括Einstein Young和Young-Laplace方程，然后，假设锚定断裂发生在区域附近的接触线，我们使用Einstein Young方程来确定连续和不连续的过渡之间发生的平衡态的完全润湿，部分润湿，完全去湿。特别是，除了连续的过渡类似于那些发生在经典的情况下的各向同性液体，我们发现了各种不连续的过渡，以及接触角滞后，和区域的参数空间中存在多个部分润湿状态，不发生在经典的情况下。
2021-11-15 cond-mat.soft
Friction mediated phase transition in confined active nematics
本文通过最小连续介质模型研究了受限活性向列相中圆形约束与基底摩擦的相互作用，发现随摩擦增加系统发生从环流相到各向异性流相的动力学相变，证明摩擦与几何约束是活性向列相的重要控制参数。
2023-10-25 cond-mat.soft
Polar and apolar light-induced alignment of ferroelectric nematic at photosensitive polymer substrate
Institute of Physics, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院物理研究所）；Advanced Materials and Liquid Crystal Institute, Kent State University（肯特州立大学先进材料与液晶研究所）；Materials Science Graduate Program, Kent State University（肯特州立大学材料科学研究生项目）；Department of Physics, Kent State University（肯特州立大学物理系）
铁电向列相在光敏聚合物基底上实现两种光诱导极化与非极化对齐模式，具有广泛的应用潜力。
2025-11-28 cond-mat.soft
Mesoscopic analysis of Gibbs' criterion for sessile nanodroplets on trapezoidal substrates
考虑到前体膜伴随纳米液滴在梯形基板上，我们表明，在介观水平的描述，一个没有观察到的现象，液体-气体-基板接触线钉扎在基板边缘。这种现象存在于宏观描述中，并导致非唯一的接触角，其可以在由所谓的吉布斯准则确定的范围内取值。在增加纳米液滴的体积时，在介观方法内评估的表观接触角在满足Gibbs准则的两个极限值之间连续变化，同时接触线平滑地移动穿过梯形基底的边缘。接触线的位置范围的空间范围对应于接触角在吉布斯准则给出的值之间的变化，是十个流体颗粒直径的数量级。
2011-11-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chevron patterns in an active nematic liquid crystal film in contact with Smectic A
本文研究ATP激活的微管活性向列薄膜与Smectic A液晶接触时的约束机制，建立接触流动模型，通过渐近、线性与非线性分析预测实验观察到的V形条纹图案，并验证了最小能量耗散原理下的结论在实验设置中仍然成立。
2024-07-01 cond-mat.soft math.CA
Stability and distortions of liquid crystal order in a cell with a heterogeneous substrate
研究了具有随机异质衬底的液晶盒中液晶有序的稳定性和畸变。将该系统建模为具有局限于表面的淬火无序的体xy模型，我们发现，这种表面钉扎的顺序是稍微不稳定的。我们计算的长度尺度，超过该尺度，扭曲变得很大，并计算取向关联函数使用功能重整化组和匹配的方法，找到普遍的对数和双对数的扭曲，在二维和三维，分别。我们将这些结果扩展到具有第二均匀衬底的有限厚度液晶单元，详细描述了作为随机钉扎强度和单元厚度的函数的交叉。我们的结论与分析的实验签名，这些扭曲在传统的交叉偏振分析光学显微镜。
2010-05-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
The effect of anchoring on nematic flow in channels
了解液晶在微流体环境中的流动在许多领域中起着重要作用，包括器件设计和微生物学。我们进行混合格子玻尔兹曼模拟的液晶下施加的压力梯度在二维通道中的各种锚定边界条件在基板壁流动。我们调查流量和压力梯度之间的关系和相应的配置文件的指示器，并发现显着偏离的线性Poietille关系。我们还确定了一个形态过渡的董事配置文件，并解释这方面的不稳定的动力学方程。我们研究定性和定量的影响，改变锚定的类型和强度。理解这种效应可以提供通过测量其流动性质来量化基底的锚定的有用手段。
2015-06-24 cond-mat.soft
Applicability of hybrid planar films of biaxial nematics for in-plane switching:A detailed Monte Carlo study
基于晶格哈密顿模型，在伦敦色散近似下，通过马尔可夫链蒙特卡罗模拟研究了双轴向列相混合平面薄膜的平衡指向矢结构.虽然这两种膜的基板对液晶分子的长轴产生类似的锚定影响（即，一端为平面取向，另一端为垂直取向或垂面取向），但它们与分子的短轴的耦合不同。在A型膜中，基底根本不与短轴相互作用（这在实验上相对更容易接受），而在B型膜中，表面层处的分子轴的取向也受到它们与表面的双轴耦合的影响。这两种膜表现出预期的弯曲与有序的分子长轴由于表面锚定的导演。模拟结果表明，A型膜主机稳定和无噪声的指向矢结构的双轴液晶介质的双折射相，导致在基板的平面中的短轴之一的主导秩序。高程度的这种稳定的顺序，从而开发可能是实际利益的面内开关应用与外部场。另一方面，B型膜由于在边界衬底处的不相容锚定影响而经历短轴之间的竞争相互作用，显然导致挫折，并因此导致嘈杂的平衡指向矢结构。
2018-12-22 cond-mat.soft
Actuation of Cell Sheets in 3D
本研究通过类比向列型弹性体，利用二维图案化基底培养成纤维细胞，实现细胞片脱离后的各向异性收缩与三维结构驱动，证明二维图案可编程控制组织三维形状。
2025-10-07 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
The low noise phase of a 2d active nematic
我们考虑在基板上的自驱动非极性粒子的集合，其以足够高的密度或低的噪声组织成活跃的非极性相。利用动力学重整化群，我们在同时涉及向列指向矢和保守密度场的粗粒流体动力学描述中系统地研究了二维波动有序相。在噪声的存在下，我们表明，该系统总是显示只有准长程取向秩序超出了交叉尺度。对对称性所允许的非线性的仔细分析表明，活动性与线性化描述危险地不相关，允许巨大的数字波动持续存在，尽管现在具有强大的有限尺寸效应和非普适标度指数。来自有源电流的非线性效应导致密度场中的幂律相关性，从而防止热力学极限中的宏观相分离。
2017-10-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theoretical analysis of nanoparticle-induced homeotropic alignment in nematic liquid crystals
对纳米粒子在液晶样品池中诱导的垂面排列进行了理论分析。据发现，这样的排列在NP的表面上引起的表面附近的分子指向矢的取向的变化，这反过来又引起的弹性常数和自由能的变化。诱导的NLC性质允许由NLC分子介导的附近NP之间的偶联。靠近基底的耦合NP的旋转往往会诱导NLC分子指向矢的长程取向，导致NLC和基底界面处的排列发生改变，从而导致取向从均匀（平面）转变为垂面（垂直）在体材料中。
2015-10-28 cond-mat.soft physics.optics
Nematic fluid at a hard wall in the mean field approximation
在场论方法的框架下，我们研究了与硬壁接触的Maier-Saupe流体。所考虑的模型的对相互作用势由各向同性和各向异性Yukawa项。在平均场近似下证明了接触定理。对于指向矢垂直于壁面的情况，得到了密度和序参量分布的解析表达式。结果表明，在一定的热力学区域内，界面附近的两相流体比体相区的两相流体更稀，取向更不有序。
2013-03-22 cond-mat.soft
Interfacial motion in flexo- and order-electric switching between nematic filled states
我们考虑一个双折射液晶，在其各向同性相共存，在与矩形槽图案化的基板接触。在这样的系统中，单相可以填充凹槽而不发生完全润湿。可能存在多个（Meta）稳定填充状态，每个状态的特征在于凹槽的每个角落中的变形类型（弯曲或张开）以及向列-各向同性界面的形状，并且另外，分隔凹槽的平台可以是干燥的或具有薄层的湿的。利用数值模拟，我们分析了系统对外加电场的动力学响应，目的是识别这些填充状态之间的切换跃迁。我们发现，顺序电耦合之间的流体和字段提供了一种手段，在状态之间切换的高原之间的凹槽是干的和状态，它们是湿的一个dielectric层，而不影响配置的dielectric内的凹槽。我们发现，只要弯电耦合区分基底拐角处的扭曲类型，弯电耦合可能会改变凹槽中的向列纹理。我们确定的过渡的中间阶段，和所发挥的作用，向列型各向同性界面的运动。我们定量地确定影响每种类型的过渡所需的场的大小和方向。
2013-06-28 cond-mat.soft
Three-phase contact line and line tension of electrolyte solutions in contact with charged substrates
采用经典的密度泛函理论，在晶格模型下，研究了电解质溶液的气液界面与带电平面基底相交形成的三相接触线.分析了衬底电荷密度和溶液离子强度对三相接触线的本征结构和相应的线张力的影响。我们发现一个负的线张力的所有值的表面电荷密度和考虑的离子强度。线张力的强度随着接触角的减小而减小，这是通过改变温度或衬底电荷密度实现的。
2015-11-16 cond-mat.soft
Softening of the Hertz indentation contact in nematic elastomers
针对多畴向列弹性体的非线性力学特性，研究其Hertz压痕问题，通过理论解释实验中载荷-压痕深度指数小于经典3/2的反常现象，提出三区响应结构并揭示其压敏粘附增强新机制。
2023-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Universal deformation of soft substrates near a contact line and the direct measurement of solid surface stresses
液滴使其接触线附近的软基底变形。使用共聚焦显微镜，我们测量由于甘油和氟化油液滴的范围内的液滴半径和基板厚度的硅凝胶基板的变形。对于所有液滴，基板变形采取接近接触线的通用形状，其取决于液体成分，但与液滴尺寸和基板厚度无关。这种形状是由接触线处的界面张力的平衡决定的，并且提供了一种用于直接测定软基底的表面应力的新方法。此外，我们测量的接触角与液滴半径的变化，并表明杨氏定律失败的小液滴时，他们的半径接近的弹性毛细管长度尺度。对于较大的液滴，宏观接触角是恒定的，与杨氏定律一致。
2012-10-25 cond-mat.soft
Post-Tanner spreading of nematic droplets
圆形液滴在固体基底上的准稳态铺展通常遵守所谓的坦纳定律，瞬时基半径R（t）随时间增长为R ~ t^{1/10} --对于小尺寸液滴，毛细力的主导作用的效果。然而，对于双折射液晶的液滴，更快的扩散定律在长时间内开始，使得R ~ t^alpha，其中alpha显著大于Tanner指数1/10。在薄膜模型（或润滑近似）的框架中，我们将这种“加速”描述为向列相（界面处的拮抗锚定）的强基底-液体相互作用所驱动的向定性不同的扩散制度的过渡。薄膜方程的数值解与向列相的实验数据吻合得很好，即使非牛顿流变学尚未考虑在内。因此，我们补充的理论与后坦纳阶段的传播，注意到传播过程可以预期从通常的毛细作用为主的阶段跨越到一个政权，整个水库成为一个扩散膜的意义上的Derjaguin。
2009-10-01 cond-mat.soft
Electroosmotically enabled Electrorheological Effects in a Planar Nematic Crystal Flow
含杂质液晶的电动力学研究对于理解指向矢分布特性和改善流变性能具有重要意义。然而，没有具体的理论的不均匀的电位和离子种类的分布，由于在LC-基板界面处的诱导双电层（EDL），从基本原理推导出已经提出了在这方面。在这项工作中，我们已经开发出耦合的控制方程，从基本的自由能考虑的潜在分布和董事配置的CNOLC内的诱导双电层，这是由于某些物理化学相互作用在LC基板界面。有了这些考虑，一个electrophilically-enabled线虫动力学的一个特定的LC，即MBBA，具有强大的平面锚定在边界进行了研究。我们得到了指向矢位形的多重解，这是一个完整的特征，并利用熵分析研究了最稳定的解。最后，我们继续描绘的电渗流的特点，其中我们专注于自发发展的电流变效应和所得的弹性描述的电致变色液晶最稳定的解决方案。
2016-03-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Motility of active nematic films driven by "active anchoring"
我们提供了一个极小模型的主动接触薄膜与固体基板和被动各向同性流体，并探讨其动力学在一维和二维的混合格子玻尔兹曼模拟和分析计算相结合。通过施加在基板上的锚定，而主动流诱导在接口（“主动锚定”）的首选对齐，我们证明了定向流体流动自发出现的情况下，两个锚定类型是相反的。在一维，我们的模型减少到一个类似的加载弹性柱。在这里，从静止状态到运动状态的过渡类似于屈曲分叉，但是对于给定的一组参数和边界条件，仅通过改变初始条件就提供了反转流动方向的可能性。我们的模型的二维变体允许额外的切向不稳定性，导致自组装传播表面波的中间活动和连续变形的不规则表面在高活性。我们的研究结果可能是相关的设计积极的微流体的几何形状，但也为曲率引导的自组装或可切换的衍射光栅。
2017-02-15 cond-mat.soft
Defect unbinding in active nematics
我们制定的统计动力学的拓扑缺陷的活性双相，形成在两个维度上的自驱动粒子的集合在基板上。非平衡驱动的一个重要结果是强度+1/2向错的自发运动。从流体动力学方程的主动向列，我们推导出一个相互作用的粒子描述的缺陷，包括主动扭矩。我们表明，活动，在微扰理论，降低缺陷的非约束性转变温度，确定在温度-活动平面中的临界线，分离准长程有序（ESTA）和无序（各向同性）相。在临界活性以下，缺陷保持束缚，因为旋转噪声使+1/2缺陷的定向动力学去相关，从而稳定准长程有序双稳态。这种活性阈值在低温下消失，导致再入转变。在足够大的活动，积极的力量总是超过热的和微扰的结果失败，这表明在这种制度活动将总是无序的系统。最重要的是，旋转扩散是一个二维的现象，缺陷解束缚不能用一个简化的一维模型来描述。
2018-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuation-induced interactions in nematics with disordered anchoring energy
我们研究波动引起的（伪Casimir）相互作用限制在两个表面之间的液晶薄膜，其中一个表面施加一个强大的垂面锚定（确保均匀的平均导演配置文件），而另一个被认为是一个化学无序基板表现出退火，随机分布的锚定能量。我们采用鞍点近似来评估两个表面之间介导的相互作用的自由能，并研究相互作用力如何受到无序表面锚定能的影响。结果表明，无序的结果在重整化的有效表面锚定参数的方式，它导致定量和定性的变化（包括在中间表面间分离的符号的变化）在伪卡西米尔相互作用力相比，在没有无序的相互作用力。
2014-07-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Contact of a spherical probe with a stretched rubber substrate
我们报告的理论和实验研究的正常接触的拉伸neo-Hookean基板与刚性球形探头。从已发表的用于预拉伸的新胡克基底上的增量位移的表面格林函数的公式开始（L.H. Lee \textit{J. Mech. Phys. Sol.} \textbf{56}（2008）2957-2971），一种模型是针对粘合剂和非粘合剂接触两者导出的。椭圆形接触区域的形状连同接触载荷和接触刚度被预测为基底的面内拉伸比$λ_x$和$λ_y$的函数。该模型的有效性进行了评估接触实验使用单轴拉伸硅橡胶。对于低于约1.25的拉伸比，在理论和实验之间观察到良好的一致性。在此阈值以上，由于硅橡胶的机械响应偏离模型中嵌入的新Hokeean描述，导致与理论预测的一些偏差。
2017-03-20 cond-mat.soft
Effect of the density of pillar-patterned substrates on the contact mechanics: Transition from top to mixed contact with a detailed pressure-field description
当球面透镜与周期性图案化衬底彼此压靠时，观察到它们之间的不同接触状态。当仅最高基底部分接触透镜时发生顶部接触，而混合接触意味着最高和最低基底部分都与透镜接触。在本文中，我们研究了基板的图案密度，以及它的物理特性和透镜的物理特性，决定了从顶部接触到混合接触的过渡。实验和数值模拟已经进行，作为补充的方法来获得数据，并已开发的理论分析，以获得洞察的物理参数的接触过渡的效果。因此，提出了一个相图，在负载和接触半径方面，结合了三种方法（实验，数值和理论）的观察结果，揭示了三种接触机制的边界：（1）确定性驱动的接触，（2）顶部接触，和（3）混合接触。
2021-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Line tension and morphology of a sessile droplet on a spherical substrate
研究了线张力对置于凸球形基底上的固着液滴形貌的影响。液滴的形态是由亥姆霍兹自由能的全局最小值确定的。液滴与球形基底之间的接触角由广义杨氏公式表示。当线张力为正且大时，接触角不连续地跳跃到$180^{\circ}$，圆形接触线朝向基底的顶部收缩，并且液滴从基底脱离，如果基底是疏水的则形成球形液滴（即，杨氏接触角大）。这一发现与Widom [J. Phys. Chem. { \bf 99}，2803（1995）]预测的一致;线张力在平坦基材上引起干燥转变。另一方面，接触角跳跃到$0^{\circ}$，圆形接触线朝向基底的底部收缩，并且如果基底是亲水性的，则液滴在基底上扩散以形成包裹的球形液滴（即，杨氏接触角小）。因此，在球形基底上，由于基底的表面积是有限的，不仅帽形到分离的球形液滴的干燥转变，而且帽形到包裹的球形液滴的润湿转变也可以发生。当线张力为负且其大小增加时，接触线从上方或下方渐近地接近赤道。具有与赤道重合的接触线的液滴是第一变分问题的孤立奇异解。在这种情况下，接触线被固定，并且不能移动到线张力小于临界值的程度，在临界值处发生润湿转变。
2016-04-27 cond-mat.soft
Long-lived Giant Number Fluctuations in a Swarming Granular Nematic
连贯移动的鸟群、野兽或细菌是具有自发取向秩序的生命物质的例子。这些系统与具有这种液晶顺序的热平衡系统有何不同？工作与流化单层的宏观棒在液晶相，我们发现巨大的数字波动与标准偏差线性增长的平均值相一致，在任何情况下，中心极限定理适用。这些波动是长期存在的，只作为时间的对数函数衰减。这表明，群集，相干运动和大尺度的不均匀性可以出现在一个系统中，粒子不沟通，除了接触。
2007-06-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Droplet spreading and pinning on heterogeneous substrates
本文用扩散接触线的统计动力学方法分析了液滴在非均匀表面上的接触角。应用非局部弹性接触线的脱钉过渡和钉扎-脱钉动力学特征，得到了液滴最终半径和接触角的统计特性。这些性质不仅取决于无序强度和表面细节，而且还取决于液滴体积和无序相关长度。与Wenzel或Cassie/Baxter行为的偏差在小液滴体积和小接触角的情况下特别明显。
2012-07-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
