异质衬底液晶盒中液晶有序的稳定性和畸变

完全无定形衬底上的非均质成核

Heterogeneous nucleation on a completely wettable substrate

人们普遍认为，当表面被完全覆盖时，在没有活化过程的情况下发生异相成核。在本报告中，我们回顾了我们以前的工作[J.Chem.Phys { \bf 134}，234709（2011）]，以表明临界核（液滴）可以存在并且活化过程可以被观察到。事实上，如果表面电势或分离压力允许在接触角为零的完全润湿的基底上的一级预润湿转变，则临界核和自由能垒总是存在的。此外，临界核的性质也发生了变化，从体相共存（欠饱和）之下的表面相变临界核转变为体相共存（过饱和）之上的体相异质形核临界核。本文重新研究了在完全无定形衬底上临界核的形态和形成功，指出在完全无定形衬底上观察临界液滴的可能性。

线张力诱导球形基底和球形空腔中的异质形核

Line-tension-induced scenario of heterogeneous nucleation on a spherical substrate and in a spherical cavity

研究了具有有限接触角的透镜形核在球形基底和球形腔壁底部上的线张力诱导的异相成核现象。线张力对临界核自由能的影响可以从通常的体积项中分离出来。通过比较有限接触角的透镜形临界核与球形核的自由能，发现当线张力为正且较大时，球形核可能比透镜形核具有更低的自由能，这与Widom [B. Widom，J. Phys. Chem. { \bf 99} 2803（1995）]。那么，均匀形核而不是非均匀形核将是有利的。类似地，当线张力为负且较大时，透镜形核的自由能变为负。然后，无热激活的无势垒成核将被实现，称为无热核化。

“脏”基片液晶盒的近晶-玻璃化转变

Smectic-glass transition in a liquid crystal cell with a "dirty" substrate

我们探讨了近晶相液晶在一个细胞与“脏”基板强加随机钉扎。在谐波弹性，我们发现一个微妙的三维表面无序驱动的过渡到一个钉扎近晶玻璃，控制一个三维的Cardy-Ostlund样的固定线，类似于一个超粗糙相的二维xy模型。我们计算相关的随机基板驱动的近晶玻璃状态的扭曲，确定异质基板上的特征长度尺度和散装，并讨论了各种实验签名。

Tuning the order of colloidal monolayers: assembly of heterogeneously charged colloids close to a patterned substrate

We study the behavior of negatively charged colloids with two positively charged polar caps close to a planar patterned surface. The competition between the different anisotropic components of the particle-particle interaction patterns is able by itself to give rise to a rich assembly scenario: colloids with charged surface patterns form different crystalline domains when adsorbed to a homogeneously charged substrate. Here we consider substrates composed of alternating (negative/neutral, positive/neutral and positive/negative) parallel stripes and, by means of Monte Carlo simulations, we inves…

聚合物中的基底诱导结晶：预冻结与异相成核对动力学和形态的显著影响

Substrate-induced crystallisation in polymers: Exceptional impact of prefreezing versus heterogeneous nucleation on kinetics and morphology

本研究系统比较了聚合物在不同基底上的预冻结与异相成核，发现预冻结能显著提升结晶动力学和晶体取向，使石墨烯成为理想成核剂。

具有“脏”衬底的液晶单元

Liquid crystal cells with "dirty" substrates

我们探讨液晶秩序在一个细胞与“脏”基板施加随机表面钉扎。模拟这样的系统由一个随机场xy模型与表面异质性，我们发现，在三维系统中的取向顺序是轻微不稳定的表面钉扎。我们计算拉金长度尺度，以及相应的表面和体积失真。在较长的尺度上，我们计算关联函数使用功能重整化群和匹配的方法，找到一个普遍的对数和双对数粗糙度在二维和三维，分别。对于一个有限厚度的细胞，我们探讨的相互作用的异质衬底对和详细的交叉作为无序强度和细胞厚度的函数。

图案化衬底对硬球悬浮液结晶的影响

On the influence of a patterned substrate on crystallization in suspensions of hard spheres

利用计算机模拟研究了单分散硬质球在三角形点阵衬底诱导下的过饱和悬浮液中的晶体成核与生长。主要的结果是，压缩基板是湿的结晶相（结晶相直接出现，没有任何诱导时间），而拉伸基板，我们观察到异质成核。形核微晶的形状波动很大。在均匀成核的情况下，已经观察到无定形前体（Phys.Rev.Lett. { \bf 105}（2）：025701（2010））。对于异质成核，我们没有发现这样的前体。流体直接转化为高度有序的微晶。

液滴在非均匀表面上扩散的三维格子Boltzmann模型

Droplet Spreading on Heterogeneous Surfaces using a Three-Dimensional Lattice Boltzmann Model

我们使用一个三维格子玻尔兹曼模型来研究均匀和非均匀表面上的中尺度液滴的传播。在均匀的基底上，对于一定范围的粘度和表面张力，液滴的基半径随时间增长为$t^{0.28}$。时间演化坍缩到作为无量纲时间的函数的单一曲线上。在由交替的疏水性和亲水性条带组成的表面上，润湿速度是各向异性的，并且液滴的平衡形状反映了下面的基底的润湿性质。

SiO2衬底上形变石墨烯的大气氧键合和空穴掺杂

Atmospheric Oxygen Binding and Hole Doping in Deformed Graphene on a SiO2 Substrate

利用显微拉曼光谱和扫描隧道显微镜研究了二氧化硅衬底上石墨烯的结构畸变与空穴掺杂的关系。观察到的拉曼G带的上移表示电荷掺杂，而不是压缩应变。两个独立的因素控制掺杂：（1）石墨烯耦合到衬底的程度，以及（2）暴露于氧气和水分。由于与SiO2的紧密耦合，热退火引起明显的结构畸变，并激活双原子氧从石墨烯接受电荷的能力。气流实验表明，干燥的氧气可逆地掺杂石墨烯;掺杂变得更强，更不可逆的水分的存在下，并在很长一段时间。我们建议，氧分子阴离子是稳定的水溶剂化和静电结合的二氧化硅表面。

Statics and Dynamics of Polymeric Droplets on Chemically Homogeneous and Heterogeneous Substrates

We present a molecular dynamics study of the motion of cylindrical polymer droplets on striped surfaces. We first consider the equilibrium properties of droplets on different surfaces, we show that for small stripes the Cassie-Baxter equation gives a good approximation of the equilibrium contact angle. As the stripe width becomes non-negligible compared to the dimension of the droplets, the droplet has to deform significantly to minimize its free energy, this results in a smaller value of the contact angle than the continuum model predicts. We then evaluate the slip length, and thus the dampin…

用于在蛋白质和沉淀剂的宽浓度范围内诱导结晶的无序纳米褶皱基底

Disordered nano-wrinkle substrates for inducing crystallization over a wide range of concentration of protein and precipitant

有大量的蛋白质，其存在是已知的，但不知道它们的晶体结构，因为很难找到它们结晶的确切条件。在具有小而大的孔分布的无序多孔基底上的非均质成核被认为是解决这个问题的灵丹妙药，但实际上并不存在适用于使大量蛋白质结晶的通用成核剂。为此，我们在这里报告的纳米褶皱基板，显示显着的能力和控制蛋白质结晶。不同蛋白质的实验表明，在这些底物上，即使在缓冲液中蛋白质浓度很低的情况下，晶体也能成核。沉淀剂浓度在约0.003- 0.3 M的数量级范围内变化时，出现少量非常大的晶体;对于某些蛋白质，甚至在不添加任何沉淀剂的情况下也出现晶体，而在任何其他异质底物中均未观察到。从本质上讲，这些底物显着降低了上述两个参数的影响，这两个参数被认为是结晶的关键因素，这意味着可以利用这一优势来寻找其他尚未结晶的蛋白质的结晶条件。

Pervasive orientational and directional locking at geometrically heterogeneous sliding interfaces

Understanding the drift motion and dynamical locking of crystalline clusters on patterned substrates is important for the diffusion and manipulation of nano- and micro-scale objects on surfaces. In a previous work, we studied the orientational and directional locking of colloidal two-dimensional clusters with triangular structure driven across a triangular substrate lattice. Here we show with experiments and simulations that such locking features arise for clusters with arbitrary lattice structure sliding across arbitrary regular substrates. Similar to triangular-triangular contacts, orientati…

胆甾相液晶的润湿

Wetting of cholesteric liquid crystals

从理论上研究了胆甾相液晶在平面衬底上的润湿特性。如果基片和界面的性质使得双折射层不变形，则润湿性质类似于双折射液晶的润湿性质。另一方面，如果锚定条件迫使液晶层变形，则润湿性质改变，自由胆甾-各向同性界面是非平面的，并且存在靠近基板的拓扑缺陷层。根据胆甾相液晶的性质，这些变形可以促进或阻碍衬底被润湿。

固体基底性质对玻璃形成支撑膜中空间异质激活动力学的影响

Effect of the Nature of the Solid Substrate on Spatially Heterogeneous Activated Dynamics in Glass Forming Supported Films

本文将力级 ECNLE 理论扩展至支撑膜，研究流体-基底耦合与蒸气界面竞争如何影响 α 弛豫时间和玻璃化转变温度的空间梯度及膜平均量，并揭示梯度干涉、死层形成和叠加近似的适用条件。

扩散衬底上的消光跃迁：一个不同的普适类？

Extinction transition on diffusive substrate: a different universality class?

研究了具有扩散关联的一维非均匀衬底上的消光跃迁。扩散相关的异质性示出影响的过渡点的位置，作为反应物适应波动的环境。在转变点处，密度像$t^{-0.159}$那样衰减，正如定向渗流理论所预测的那样。然而，标度函数描述的行为远离过渡显示显着偏离DP的预测，它建议，因此，该系统的非过渡行为是由本地适应青睐的地区。

剪切流作用下胶体晶体层的脱钉和非均匀动力学

Depinning and heterogeneous dynamics of colloidal crystal layers under shear flow

使用布朗动力学（BD）模拟和分析方法，我们调查的剪切诱导，非平衡动力学的致密胶体悬浮液局限于一个狭窄的狭缝孔。聚焦于其中胶体排列在具有固体状面内结构的定义明确的层中的情况，受限膜显示复杂的非线性行为，例如集体脱钉和通过密度激发的局部输运。这些现象让人联想到在周期性衬底电位上驱动的胶体单层。为了加深这种联系，我们提出了一个有效的模型，该模型将剪切驱动的胶体层的动力学映射到单个粒子在有效衬底电位上的运动。该模型允许估计的临界剪切速率的脱钉过渡的平衡配置的基础上，揭示了重要的参数，如狭缝孔的宽度和相互作用强度的影响。然后，我们转向非均相系统，其中一层小胶体相对于底层大颗粒被剪切。对于这些无公度的系统，我们发现，粒子输运是由密度激发类似于所谓的“扭结”解决方案的Frenkel-Kontorova（FK）模型。然而，与FK模型相反，相应的“反扭结”并不移动。

经典成核理论对晶体成核基底化学异质性的鲁棒性

Robustness of classical nucleation theory to chemical heterogeneity of crystal nucleating substrates

研究通过分子动力学模拟探讨了化学均匀和非均匀基底上异质成核的动力学机制，发现经典成核理论的预测在不同表面条件下仍保持有效性。

非均匀表面上的接触角; Cassie定律和Wenzel定律的新认识

Contact angles on heterogeneous surfaces; a new look at Cassie's and Wenzel's laws

我们考虑一个三维的液滴坐在粗糙和化学不均匀的基板。利用一种新的自由能极小化方法，得到了广义的接触角Young方程，在一定范围内，导出了Cassie定律和Wenzel定律，以及一个新的具有普遍适用性的等效规则。我们还提出了一个方程在同样的精神，这些结果，但有效的更“微观”的水平。在整个过程中，我们都是在重力的作用下工作的，并考虑了线张力项。

化学结构表面的向列相薄膜

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。

纳米受限液晶的混杂基底锚定效应

Frustration of nanoconfined liquid crystals due to hybrid substrate anchoring

我们提出了蒙特卡罗模拟的液晶材料限制在一个纳米级的狭缝孔。在等温条件下进行模拟，在一个专门的等应力合奏，其中N流体分子暴露于压缩应力作用在流体上的方向平行于基板平面。流体-流体和流体-基底相互作用的模型与我们以前的工作[M。Greschek等人，软物质，2010，DOI：10.1039/B 924417 D）。我们通过引入锚定函数（0<g（u）<1）来研究固体基底处的几种锚定机制，该锚定函数取决于流体分子相对于基底平面的取向; g（u）“切换”流体-基底吸引力的开启或关闭。在这里，我们专注于各种异构（即，混合）锚定方案在相对的衬底上施加不同的锚定功能。在我们以前的研究中，我们计算的等应力热容，使我们能够确定的状态，在该状态下的封闭流体进行结构转换。各向同性-非线性变换几乎与特定的锚定方案无关。这是因为在双相中的指向矢呈现的方向是在任一衬底处的竞争锚定方案所强制的方向之间的折衷。相反，在较低的压缩应力下，分子在特定方向上预排列，这取决于锚定方案的细节。

细胞集体迁移的非均匀膜模型中的宽尾力分布和速度排序

Broad-tailed force distributions and velocity ordering in a heterogeneous membrane model for collective cell migration

相关的速度模式和相关的大长度尺度传输的牵引力已被观察到集体活细胞迁移作为一个响应的“伤口”。我们认为，一个简单的物理模型的力驱动的异质弹性膜滑动的粘性基板可以定性地解释一些实验观察到的事实：（i）增长的速度排序蔓延从伤口边界到内部，（ii）指数尾部的牵引力分布，和（iii）在组织的内部的速度的漩涡图案。

液膜自发去湿过程中动力学产生的亚旋节尺度

Kinetically engendered sub-spinodal length scales in spontaneous dewetting of thin liquid films

非滑动，可变粘度不稳定的液体薄膜均匀基板上的自发去湿的数值模拟揭示存在亚亚旋节尺度通过形成卫星孔，一个标记的成核去湿和/或异质基板，在去湿的后期阶段，如果液体粘度不断降低，随着膜厚度的减小。这些电影也显示了既定的签名的滑动膜，如更快的破裂和平坦的形态在早期阶段，即使没有调用任何滑移。

化学图案化基底上超薄液膜去润湿的建模：线性谱与沉积图案

Modelling of the dewetting of ultra-thin liquid films on chemically patterned substrates: linear spectrum and deposition patterns

本文通过薄液膜方程和线性稳定性分析研究化学非均匀基底上纳米液膜的去润湿，提出从早期膜高剖面测量表面能图案的方法，并揭示最终液滴阵列对图案形状、尺寸和幅值的依赖关系。

纳米粒子表面异质成核的密度泛函相场晶体模型研究

Heterogeneous nucleation of/on nanoparticles: a density functional study using the phase-field crystal model

过饱和液体的结晶通常由异相成核开始。越来越多的证据表明，即使是在简单的液体中的均匀成核发生在两个步骤中，首先一个致密的无定形前体的形式，和结晶相出现通过异质成核中/上的前体集群。在这里，我们回顾了最近的结果，一个简单的动力学密度泛函理论，相场晶体模型，（超导体介导的）均匀和异质成核的纳米晶体。结果表明，成核晶体和基体的晶格常数之间的失配对确定接触角和成核势垒起着决定性的作用，这两个参数是晶格失配的非单调函数。时间依赖性的研究是必不可少的，因为基于平衡性质的研究通常不能确定优选的成核途径。这些现象的建模对于基于受控成核和/或纳米图案化设计材料是必不可少的。

三维空间液晶铺展动力学模型

Modelling spreading dynamics of liquid crystals in three spatial dimensions

本文在长波近似的框架下研究了双折射液晶液滴的扩散动力学。导出了一个控制自由表面发展的四阶非线性抛物型偏微分方程。通过线性稳定性分析和缩放参数，从而产生有用的洞察力和预测的行为蔓延液滴的弹性变形能和施加锚定变化在基板上的影响进行了探讨。这种行为被捕获的三维液滴扩散的锚定变化的存在下，模型在基板上的取向简单的缺陷的完全非线性的时间依赖性模拟。

应变硬化基底上细胞牵引力的双稳态

Bistability of cellular traction on strain-stiffening substrates

通过理论模型揭示细胞牵引力与细胞外基质应变硬化弹性之间的正反馈导致牵引力双稳态和滞后现象，解释了基质硬化时牵引力的不连续跃迁及其在集体细胞迁移和机械异质环境中的鲁棒性作用。