Inherent Structure Landscape of Hard Spheres Confined to Narrow Cylindrical Channels
固有的结构景观系统的硬球局限于一个硬的圆柱形通道，使球体只能接触他们的第一个和第二个邻居，研究使用的分析模型，扩展以前的结果[物理学评论快报。115，025702（2015）]，以提供在一定范围的填料密度上的堵塞填料的全面图片。在该模型中，填料被描述为$k$螺旋部分的排列，由缺陷分离，具有交替的螺旋扭曲方向，并且所有球体满足局部干扰约束。每个螺旋部分的结构由单个螺旋扭转角确定，并且通过使每个颗粒的通道长度相对于$k$螺旋部分角最小化来获得堵塞填料。一个小系统的$N=20$领域的分析表明，盆地的固有结构景观与这些螺旋排列分裂成许多不同的堵塞状态，分离的低障碍，产生一定程度的层次组织。该模型准确地预测使用Lubachevsky和Stillinger压缩方案（$N=10^4$）产生的填料的几何性质，并提供洞察螺旋段长度的概率分布的性质。
2021-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A solid-state theory for dense cylindrical packings of balls
University of Edinburgh（爱丁堡大学）；California State University, Long Beach（加州州立大学长滩分校）
该研究建立了适用于全径高比范围的圆柱内硬球密堆积分析理论，推导了任意规则晶格的堆积分数精确方程，提出优化圆柱取向的数学程序，为圆柱内球堆积提供通用理论基础。
2026-08-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A hybrid helical structure of hard sphere packing from sequential deposition
圆柱形限制中的等尺寸硬球的混合螺旋结构被发现为最近开发的顺序沉积方法的“副产品”[Physical Review E 84，050302（R）（2011）]，用于构建这种系统的离散可能的填充。与传统的三螺旋结构不同，在传统的三螺旋结构中，其三股球体被密集地堆积以形成紧密堆积的、相互接触的球体的三元组，在这种新颖的螺旋相中，其三股球体中只有两股以这种密集排列方式堆积，并且整体结构类似于单螺旋和双螺旋的混合体。这篇文章解释了如何通过上述顺序沉积球体来构建这种以前未知的结构，其中包括操纵几个球体的位置以创建沉积过程的模板。研究结果表明，它是可以发现新的结构，通过改变模板内的几个球的配置，这种方法依赖于一个敏感的依赖性的沉积生成的结构上的模板。
2013-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Chiral Packings in Cylinders are Ultrasensitive to Confinement Deformation
School of Physics and Key Laboratory of Functional Polymer Materials of Ministry of Education, Nankai University, and Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering（南开大学物理科学学院、教育部功能高分子材料重点实验室及化工协同创新中心）
研究椭圆柱体中的硬球密堆积，发现弱截面变形即可触发全新相，消除或复杂化手性结构，揭示了圆柱各向异性的显著效应。
2026-06-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Chiral photonic crystals from sphere packing
该研究提出在三角晶格排列的平行圆柱内自组装最密球堆积，利用自发对称性破缺产生手性，并揭示其双偏振光子带隙及材料参数影响。
2023-04-27 cond-mat.soft physics.optics
Screw symmetry in columnar crystals
我们表明，硬球在一个无限长的圆柱体的最佳包装产生的螺旋对称的结构特征。每个填料可以通过沿着圆柱体的长度无限地堆叠基本单元格来组装，其中每个后续单元格相对于前一个单元格旋转相同的扭转角。本文定量地描述了在1 ≤ D/d ≤ 2.715范围内所有这类填料的螺旋作用的性质，并简要地讨论了它们的螺旋度。
2013-06-12 cond-mat.soft
Smart helical structures inspired by the pellicle of euglenids
本文讨论了一个可重构结构的概念，生物的灵感来自于裸藻，一个家庭的单细胞原生生物的细胞壁结构，并基于相邻条的相对滑动。均匀滑动将由直的和平行的条带组装而成的圆柱体变成具有较小高度和较大半径的圆柱体，其中条带变形成平行螺旋族。我们研究了这种圆柱形组件的力学，其中互锁条被允许在其交界处自由滑动，并计算驱动和控制复合结构形状变化所需的外力（两端的轴向力和轴向扭矩，或侧表面上的压力）。尽管结构简单，我们发现一个非常复杂的机械行为，可以通过自发弯曲或扭曲的条调谐。
2020-05-24 cond-mat.soft
Crystalline phases in chiral ferromagnets: Destabilization of helical order
在手征铁磁体中，弱的自旋-轨道相互作用将铁磁有序扭曲成螺旋，导致螺旋有序。我们调查了一个扩展的金斯堡-朗道理论，这样的系统中的螺旋秩序是不稳定的，有利于结晶相。这些结晶相是基于双扭转圆柱体的周期性排列，并且强烈地让人联想到液晶中的蓝相。我们讨论了相关的手征铁磁体MnSi的相图，这样的蓝相。
2008-04-11 cond-mat.soft cond-mat.str-el
Helical Miura Origami
我们描述了所有螺旋三浦折纸的相空间。这些结构是通过将部分折叠的三浦折纸作为单元格，将通用的螺旋或棒组应用于单元格，并表征导致全局兼容的折纸结构的所有参数来获得的。当实现这种兼容性时，结果是圆柱型折纸，其可以由适当设计的平坦棋盘形布置（tessellation）制造并且通过刚性可折叠运动“卷起”成圆柱体。我们发现，封闭的螺旋三浦折纸是一般刚性的变形，保持圆柱对称，但多稳态。我们受到原子结构变形方式的启发[1]，开发了两种广泛的可重构性策略：滑动运动，包括放松闭合条件;相变运动，利用多稳定性。两者合计，这些结果提供了一个全面的描述的相空间的圆柱形折纸，以及定量的设计指导其使用的致动器或超材料，利用扭曲，轴向延伸，径向膨胀，和对称性。
2019-09-03 cond-mat.soft
Spontaneous sense inversion in helical mesophases
我们调查的螺距敏感性的螺旋斑片状圆柱体的手性（生物）聚合物和螺旋形胶体棒的通用模型的相位。宏观的取向沥青的行为进行了研究，从微观的原则，通过调用一个简单的密度泛函理论广义，以适应弱扭曲的导演领域。当改变沿当地螺旋方向的对齐程度时，我们发现，顺时针相位表现出突然的意义反转，由此顺时针相位从左手变为右手，反之亦然。由于局部对齐是由热力学变量，如密度，温度或外部定向场的振幅，这样的螺距感兴趣的反转可以预期在系统的螺旋介晶的热致和溶致起源。我们表明，螺旋对称性的自发变化是一个直接的后果，具有一定规定的内部螺旋粒子之间的对抗有效扭矩。这些结果可能有助于开辟新的途径，通过明智地选择外部控制参数来精确控制手性组装体的螺旋手性。
2014-05-01 cond-mat.soft
Isotropic-Cholesteric Transition of a Weakly Chiral Elastomer Cylinder
当使手性各向同性弹性体进入低温α相时，α自由度趋于有序并形成螺旋。由于线弹性耦合，这也导致聚合物网络的弹性形变，其局部地与线阶共轴。然而，螺旋结构的螺旋秩序是不相容的能量优先的弹性形变。因此，该系统受到阻碍，并且必须在有序化和弹性形变之间实现适当的折衷。对于螺距远小于系统尺寸的强手性弹性体，Pelcotivs和Meyer以及Warner已经研究了这个问题。在这项工作中，我们研究的各向同性的，在弱的手征性限制，间距是可比的或远大于系统的大小。我们比较了两种可能的解决方案：螺旋状态以及双扭状态。我们发现双扭曲态非常有效地使弹性自由能和手征自由能都最小化。另一方面，螺旋状态的螺距强烈地受线弹性耦合的影响。因此，这种状态在最小化手性自由能方面是无效的。
2008-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermodynamics, structure and dynamics of cylindrically confined hard spheres: The role of excess helical twist
该研究通过分子动力学模拟揭示圆柱形受限硬球流体的热力学、结构与动力学由拓扑缺陷主导，还探究了过量螺旋扭转诱导的拓扑保护态特征及其起源。
2024-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Packings of 3D stars: Stability and structure
我们描述了一系列的实验，涉及创建星形颗粒的圆柱形填料，并探索这些填料的稳定性。这些星星涵盖了广泛的手臂尺寸和摩擦特性。我们进行了三种不同类型的实验，所有这些实验都涉及通过将恒星粒子一个接一个地注入空心圆柱体中来制备的柱。作为方案的附加部分，我们有时在移除限制圆柱体之前振动柱。我们用r来评价稳定性，r是堆倒塌时从堆上脱落的颗粒质量与颗粒总质量的比率。第一个实验涉及的固有稳定性的桩时，限制圆筒被删除。第二类试验是在柱的顶部加一个均布荷载，然后确定柱的倒塌特性。第三个实验涉及测试桩的稳定性。我们找到了一个稳定性图，涉及桩高，h，与桩直径，三角洲，其中稳定和不稳定的制度是由一个边界，这是一个大致的幂律h与三角洲的指数小于1分开。增加摩擦和振动都倾向于稳定桩，而增加颗粒尺寸可以在某些条件下使系统不稳定。
2015-11-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft nlin.AO
Designability of alpha-helical Proteins
典型的蛋白质结构是连接的α-螺旋和/或β-链的紧密堆积。我们已经开发出一种方法，用于生成一组给定的螺旋和链可以形成的紧凑结构的合奏。该方法进行了测试的结构组成的四个α-螺旋连接短转弯。所有这些天然的四螺旋束，在自然界中看到的短转弯连接，复制到更接近于3.6埃每个残基内的合奏。由于没有天然对应物的结构可能是从头计算结构设计的目标，因此使用疏水能量评估系综中每个结构的可设计性-定义为具有该结构作为其最低能量状态的序列的数量。对于四个α-螺旋的情况下，出现了一小组高度可设计的结构，其中大多数在已知的四螺旋折叠家族中具有类似物，但是确定了几种新颖的填充和拓扑结构。
2002-06-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Helical, Angular and Radial Ordering in Narrow Capillaries
为了启发嵌段共聚物熔体中的有序-无序和有序-有序转变的性质，我们分析了传统的朗道弱结晶理论局限于圆柱形几何系统的特点。这种唯象方法通过将序参量空间分布扩展到拉普拉斯算子的本征函数中来提供圆柱有序形态的定量分类。所得到的有序形态的对称性强烈依赖于边界条件（壁偏好）和圆柱半径和波长的临界序参量波动，这决定了批量订购的系统考虑的比率。特别是，螺旋形态的发生是一个相当普遍的结果，强加的圆柱对称性足够窄的毛细管。我们还讨论了涉及其他一些最简单的形态的ODT和OOT。所给出的结果也与其它有序体系有关，如在临界区向溶剂中加入离子溶质时出现的电荷密度波，弱电荷的弱溶剂溶液，微乳液等。
2007-04-27 cond-mat.soft
Helices in the wake of precipitation fronts
本文对降水锋尾流中螺旋出现的原因进行了理论研究。降水动力学由Cahn-Hilliard方程描述，锋面是通过将系统猝灭成线性不稳定状态而获得的。将该过程限制在圆柱体的表面上，并使用拉前形式主义，我们的分析计算表明，存在传播到不稳定状态并留下螺旋结构的前解。我们发现，只有当圆柱半径R大于临界值R>R_c时，才出现螺旋花样，这与最近的实验结果一致。
2013-08-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of Sinusoidal Surface Roughness and Energy on the Orientation of Cylinder-Forming Block Copolymer Thin Films
我们探讨了三种可能的取向的圆柱形双嵌段共聚物的正弦波纹基板上的相对稳定性。圆柱体可以平行于衬底对准，其中它们的长轴沿着或正交于沟槽取向，或者垂直于衬底。利用自洽场论，我们研究了衬底粗糙度和表面偏好对三个取向之间的相变的影响。当衬底对其中一个组分的偏好$u$较小时，增加衬底粗糙度会引起从平行圆柱相到垂直圆柱相的相变。然而，当$u$较大时，平行取向比垂直取向更稳定。在此平行阶段，增加基板粗糙度导致圆柱体取向的转变，从垂直于沟槽长轴变为平行于沟槽长轴。增加衬底偏好导致从平行于沟槽到正交于沟槽的相反过渡。此外，我们预测，垂直圆柱相更容易获得时，单向的电子束是沿着较长的单位矢量的六角堆积比当它是沿着较短的单位矢量。我们的研究结果与以前的实验定性一致，并有助于在纳米技术中的圆柱形形成嵌段共聚物的应用。
2018-11-05 cond-mat.soft
Cholesteric order in systems of helical Yukawa rods
本文研究了两个手性棒状胶体之间的相互作用势，这两个胶体由一个薄的圆柱形骨架组成，圆柱表面装饰有螺旋状电荷分布。对于足够细长的螺旋棒一个简单的缩放表达式推导出链接的手性“扭曲”的潜在的固有性质的颗粒，如线圈间距，电荷密度和静电屏蔽参数。为了预测宏观双曲位距的行为，我们引用了一个简单的第二维里理论，该理论适用于弱扭曲指向矢场。虽然弱螺旋杆的螺旋相位的手性总是与内部线圈的手性相称，但更强的螺旋杆显示具有相反手性的螺旋顺序。详细地量化了微观螺旋线的对称性与宏观指向矢场之间的相关性。具有足够不同的长度和线圈节距的混合螺旋引起均匀的非晶相分层成具有不同宏观节距的两个部分。我们的研究结果与实验结果是一致的，可能有助于解释纤维素和几丁质微纤维，DNA和{ \em fd}病毒棒系统中的实验观察。
2010-04-13 cond-mat.soft
From rods to helices: evidence of a screw-like nematic phase
一个特殊的手性双相的证据提供了使用数值模拟和昂萨格理论的硬螺旋粒子系统。当螺旋排列良好时，该相出现在螺旋相的高密度端，并且其特征在于螺旋的C $_2$对称轴围绕螺旋指向矢螺旋，周期性等于颗粒间距。平移和旋转自由度之间的这种耦合允许更有效的包装，因此增加了平移熵。通过引入合适的序参量和关联函数来识别螺旋相，研究了螺旋相的主要特征随螺旋粒子半径和螺距的变化规律。我们的研究强调了在胶体螺旋鞭毛中观察到的类似有序的物理机制[E. Barry等，\textit{Phys. Rev. Lett.} \textbf{96}，018305（2006）]，并提出了是否可以在足够高密度的其他螺旋颗粒系统（如DNA）中观察到的问题。
2014-03-04 cond-mat.soft
Helical Ribbons as Isometric Textures
保持平行度和距离的变形--在近晶相中的层之间;在柱状相中的柱之间--在液晶中是常见的。所得到的变形纹理具有与基态相同的质量密度（液体中的预期性质），并且同时是等角和等距的，这施加了特定的几何特征。相应的序参量奇点在相当大的宏观距离上延伸，例如，共焦二次曲线当叠加到1D或2D周期性上时，这个众所周知的图像被修改，结构是螺旋形的。等长不再是规则，但等长（和质量密度）可以保留。本文讨论的情况下，介质的结构是由一维调制层（层状柱状相），假设调制螺旋旋转从一层到下一层。代价是任何等距纹理都必然受挫;它由折叠成一组平行螺旋面的层组成，以螺旋位错（宏观Burgers矢量）的方式，调制沿着螺旋，即双扭曲。奇点集由两条螺旋向错线组成。我们通过对螺旋带能量的粗略计算来完成这一几何分析。这表明在香蕉状分子的B7相中观察到的螺旋带就是这种等轴织构。作为一个附带的结果，让我们提一下，双扭曲的描述，传统上是在一个分区的导向器字段到嵌套的圆柱体，可以比往往是有益的测试对分区成嵌套的螺旋面。
2004-03-18 cond-mat.soft
Capillary-driven biaxial planar and homeotropic nematization of hard cylinders
本文用Parsons Lee修正的Onsagers第二维里理论，在限制取向近似下，分析了窄孔中硬圆柱形杆的相行为。根据壁与壁的分离，我们预测了许多不同的表面生成的双相，包括具有可变层数的双轴平面双相、单层垂面双相和混合T型结构。对于窄孔，我们发现两种类型的二阶单轴双轴转变的证据取决于颗粒的纵横比更具体地，我们观察到从n到层的连续交叉，每个层具有不同的平面锚定对称性以及从平面到垂面表面锚定的一阶转变。发生在低得多的总体杆填充分数
2022-07-03 cond-mat.soft
Effects of grain shape on packing and dilatancy of sheared granular materials
暴露于剪切的颗粒材料显示出各种独特的现象：雷诺数，位置顺序和取向顺序的影响可能会在剪切区竞争。我们研究了由宏观扁长形，扁圆形和球形颗粒组成的颗粒填料，并比较了它们的行为。利用X射线层析成像技术确定了圆柱形剖分底部剪切室内颗粒的位置和取向。填充密度和剪切区中的单个颗粒的安排进行了评价。对于不等轴粒子，我们观察到两个相反的效果的竞争。一方面，被剪切的粒子被扩张，但另一方面，粒子相对于流线重新定向和排列。尽管对齐的圆柱体原则上可以实现更高的填充密度，但这种对齐仅部分地补偿了不均匀性的影响。复杂的重排导致在良好取向区域上方的表面凹陷，而邻近部分仍然显示出以堆形式的膨胀效应。对于具有各向同性形状的颗粒，表面保持相当平坦。完美的单分散球结晶在剪切区，从而位置顺序部分过度补偿的双折射效应。然而，已经与理想的单分散球体形状的轻微偏差抑制结晶。
2014-06-05 cond-mat.soft
Excluded volume geometry and packing fraction in binary convex hyperparticle mixtures
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
本文通过两种几何方法研究了二元相似超粒子混合物的排斥体积几何和填充分数，推导了二元非均质填充分数的显式表达式及随机填充分数的闭式表达式。
2026-02-18 cond-mat.soft
An orientationally ordered helical fluid phase in a quasi-one-dimensional system of confined hard spheres
我们使用了一系列的分子动力学模拟，和分析理论，证明了一个系统的硬球局限于一个狭窄的圆柱形通道表现出连续的相变从各向同性流体在低密度，在高密度的取向有序，但螺旋无序，螺旋流体。有序的流体相包含由拓扑缺陷分开的螺旋的小部分，所述拓扑缺陷改变扭曲的方向，从而改变局部chirailty。缺陷破坏了平移有序，但流体发展了长程取向有序。颗粒填料的分析表明，缺陷之间的长度分离控制的螺旋部分的几何特性，包括方向，和对缺陷经历一个弱的，但长范围的吸引力导致熵自由体积效应。这些集体长程相互作用克服了准一维跃迁的限制，即使粒子-粒子相互作用是短程的。
2014-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Assembly of hard spheres in a cylinder: a computational and experimental study
硬球是我们理解自然和合成系统的重要基准。在这项工作中，胶体实验和蒙特卡罗模拟检查的平衡和不平衡组装直径$σ$的硬球直径$σ\leq D\leq 2.82σ$内的圆柱体。虽然在这样一个系统中相变形式上不存在，显着的结构交叉观察。在模拟中，我们发现，由此产生的压力直径结构图呼应的denandrificial包装序列在无限大的压力在这个范围内的$D$。我们还观察到非平衡自组装依赖于压缩率。慢速压缩近似平衡结果，而快速压缩可以跳过中间结构。没有连续的线滑移存在的交叉被发现是动态不利的，这是这种差异的来源。在高Péclet数的胶体沉降实验的结果被发现是一致的快速压缩的结果，只要使用适当的边界条件。压缩和沉降结果之间的相似性表明，组装途径在这里不敏感地依赖于平衡动力学的性质。
2016-10-26 cond-mat.soft
Densest columnar structures of hard spheres from sequential deposition
如果圆柱体与球体直径比D在[1，2.7013]范围内，那么圆柱体内部相同硬球体的致密柱状结构的丰富多样性可以令人惊讶地由圆柱体接触球体的简单且计算快速的顺序沉积构造。这为从理论上推导出所有这些致密结构以及用纳米、微米、胶体或带电粒子构建这种致密填料提供了方向，这些粒子都像硬球一样自组装。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft math-ph
Structural Transitions and Soft Modes in Frustrated DNA Crystals
依赖于对称性的考虑适当的螺旋生物聚合物，如DNA和丝状肌动蛋白，我们认为，相互排斥的螺旋大分子的结晶包装主要分为两类：不受挫（六角形）和受挫（菱面体）。对于这两种情况下，我们构建的Landau-Ginzburg自由能的2D柱-六方晶到3D结晶相变，包括分子位移{ \it沿}生物聚合物骨架的六方晶顺序的平面中的位移之间的耦合。我们专注于不同的弹性性能，出现后结晶的螺旋阵列，由于这种耦合。具体而言，我们证明了沮丧状态普遍表现出高度各向异性的平面内弹性响应，其特征在于由一个特别软的遵守简单剪切变形和相对较大的阻力，这些变形进行阵列从低到高密度的DNA结晶状态。
2009-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Identification of New Assembly Mode in the Heliconical Nematic Phase via Tender Resonant X-ray Scattering
螺旋结构是令人兴奋的，并且在从生物技术到显示器到医学的许多应用中被利用。螺旋结构中共振效应的准确描述和理解提供了超越位置有序的分子堆积的关键知识。利用硫K边的弱共振X射线散射（TReXS）研究了具有螺旋结构的超导相的共振效应，即所谓的扭曲弯曲超导相（NTB）。我们首次定量地证明了NTB相的散射峰的能量依赖性遵循由X射线吸收测量的复折射率的能量依赖性。这使我们能够确定一个新的自组装模式的特定组的液晶二聚体在NTB阶段。我们预计，新的途径，在探索复杂的取向结构，无论是在静态以及动态模式引起的外部刺激将被追求。
2020-02-02 cond-mat.soft
Smectic ordering in athermal systems of rod-like triblock copolymers
用第二维里密度泛函理论研究了平行刚性三嵌段共聚物体系的相行为。三嵌段颗粒由两个相同的无限薄的有限长度的硬杆的相对两端的一个中心硬柱与非零的长度和直径。稳定性分析和自由能计算表明，平行粒子体系不仅可以形成均匀的近晶A相和近晶C相，而且还可以形成均匀的近晶C相。倾斜结构的稳定性和结构仅由中心圆柱段的直径和长度控制。有趣的是，直径的影响，只有层倾斜和周期性，但不是堆积分数的近晶-C的过渡。对于所有的圆柱体长度的值，通常的近晶-A和近晶-C过渡相互竞争，没有观察到向列相柱过渡。在低和高的圆柱体长度的近晶-A相是稳定的第一，而近晶C是最稳定的中间长度值。
2007-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Packing3D.jl: An open-source analytical framework for computing packing density and mixing indices using partial spherical volumes
Packing3D.jl 是一个开源 Julia 软件包，通过解析计算球体与笛卡尔及圆柱网格的部分体积交叠，提供连续、可复现的堆积密度场和混合指数，解决了传统颗粒计数方法在单元边界处的不连续性问题，并在高性能和低内存占用下实现精确测量。
2025-09-18 cond-mat.soft math-ph math.MP
Clustering in vibrated monolayers of granular rods
研究了高填充率下圆形容器中垂直振动单分子层颗粒的有序性。与其他小组以前的工作，我们确定液晶有序行为类似的二维硬矩形颗粒受到热平衡波动。然而，由于耗散，颗粒系统中的颗粒更倾向于聚集成平行排列。这些团簇表现为长寿命“超粒子”的多分散混合物，系统行为的某些方面可以通过对这些“超粒子”应用基于两体相关的平衡硬矩形的平均场论来理解。颗粒系统的许多其他特征是不同的：（i）对于小颗粒的长宽比$κ$，我们确定在中等包装分数和近晶波动在较高的包装分数的四阶有序，与两个状态之间没有急剧的转变。这两种类型的排序都可以用聚类来解释。(ii)对于大的$κ$，强大的集群排除单轴的稳定性，和系统表现出的随机取向的集群的混合物，作为包装分数增加，发展成近晶波动的状态，再次通过扩散过渡。(iii)涡激发的速度场的竞争与近晶有序，造成动态波动和稳定状态的情况下，在高密度的四次状态，相比之下，是非常僵硬的对涡，长期稳定的状态，空间和取向均匀，除了四个对称的缺陷位于靠近墙壁，可以观察到。
2017-01-18 cond-mat.soft
Segregation of polymers under cylindrical confinement: Effects of polymer topology and crowding
本文用Monte Carlo计算机模拟方法研究了两种聚合物在圆柱形约束下的分凝行为。使用多重直方图方法，测量聚合物的构象自由能F作为质量中心分离距离λ的函数。我们研究了自由能函数的缩放与聚合物的长度，长度和直径的限制圆柱体，聚合物的拓扑结构（即线性与环状聚合物），和移动拥挤剂的包装分数和大小。在没有拥挤的情况下，观察到的F（λ）的标度与使用de~Gennes blob模型和近似的简单模型预测的相似，该模型采用管中重叠链的自由能等于每个在半横截面积的管中的两个孤立链的自由能。模拟被用来测试后一种近似，并显示，它产生差的定量预测。这与一般的有限尺寸效应一起，可能导致F（λ）的标度指数的预测值和测量值之间的差异。对于在拥挤剂存在下的偏析，自由能垒通常随着拥挤填充分数的增加而降低，从而降低了驱动偏析的熵力。然而，对于固定的包装分数，障碍增加的拥挤/单体尺寸比降低。
2018-05-23 cond-mat.soft
Medial packing and elastic asymmetry stabilize the double-gyroid in block copolymers
三周期网络是最复杂和功能最有价值的自组装形态之一，但它们几乎存在于每一类生物和合成软物质构建块中。与更简单的组装图案-球体，圆柱体，层- TPN组件需要分子占据可变的局部域形状，混淆试图了解它们的形成。在这里，我们研究的双螺旋（DG）网络相的嵌段共聚物（BCP）熔体，一个典型的软自组装系统，通过使用的几何制剂的强拉伸理论（SST）的BCP熔体。该理论建立了分子嵌段共聚物包装，熔体组装热力学和{ \it medial map}，一个通用的几何测量复杂形状的中心之间的直接联系。我们发现，“介质包装”是必不可少的DG在强隔离熔体的热力学稳定性，调和长期存在的矛盾之间的无限和有限的隔离理论，证实我们的SST预测在有限的隔离通过自洽场计算。此外，我们发现了一个以前未认识到的非单调依赖DG的稳定性的弹性不对称性，比较熵的矩阵形成的管状网络形成块的刚度。稳定DG的组合物窗口-中间竞争对手的层状和柱状相-扩大了大和小的弹性不对称，似乎推翻了启发式的观点，即包装挫折是本地化的管状域。本研究证明了{ \it medial tesselations}的几何优化对于理解软分子组装的效用。因此，在这里部署的特定的基于中间的方法是容易推广到研究包装挫折远远超出的情况下，DG形态的净BCP组件。
2021-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase diagram of hard colloidal platelets: a theoretical account
我们构建了完整的液晶相图的硬板状圆柱体的可变纵横比，使用Onsager的第二维里理论与Parsons-Lee解耦近似占各向同性和非线性流体相的更高的身体相互作用。固体（柱状）状态的稳定性在高填充分数包括通过调用一个简单的状态方程的基础上的Lennard-Jones-Devonshire（LJD）细胞模型，已被证明是定量可靠的在很大范围内的填充分数。通过采用高斯近似的基础上的渐近分析，我们能够表明，向列相柱过渡是普遍的和独立的颗粒形状。预测的相图与模拟结果定性一致。
2009-08-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Columnar structures of soft spheres: Metastability and hysteresis
以前，我们报告的稳定（即最小焓）结构的软单分散球在一个长圆柱形通道。在这里，我们提出了进一步的模拟，显着延长原来的相图D/d = 2.714（圆柱体和球体直径的比率），其中denominant球包装的性质的变化。然而，这类宏观系统并不局限于该图的理想平衡态。因此，我们探讨了一些结构的转变，预计实验条件是不同的，这些是一般滞后。我们代表这些过渡的稳定性图的一个代表性的情况。补充材料中有说明性的录像。
2018-10-08 cond-mat.soft
Theory of rotational columnar structures of soft spheres
人们对硬颗粒和软颗粒的圆柱形结构越来越感兴趣。Lee等人最近介绍了一种组装这种结构的有前途的新方法[T.李，K. Gizynski和B. Grzybowski，Adv. 29，1704274（2017）]。他们使用围绕中心轴的快速旋转来驱动密度低于周围流体的球体朝向该轴。这导致了不同的结构，因为球体的数量是不同的。在这里，我们提出了全面的分析能量计算这样的自组装结构，基于一个通用的软球模型，从中我们得到一个相图。它显示出有趣的特征，包括包析点。这些分析计算的补充与软球有限的样本大小的初步数值模拟。类似的分析方法可以用来研究固定尺寸的圆柱体中球体的填充，但是球体的数量是变化的。
2019-02-25 cond-mat.soft
Mesophase formation in a system of top-shaped hard molecules: Density functional theory and Monte Carlo simulation
基于Parsons-Lee密度泛函理论和蒙特卡罗模拟，给出了介晶顶形分子体系的相图。分子被建模为一个硬spherocylinder与硬球嵌入在其中心。研究了五种不同相的稳定性，即各向同性相、近晶相、近晶A相、近晶C相和柱状相。位置有序相位的调查，只有平行对齐的情况下。结果发现，中心的球形单元不稳定的各向同性相，而增加的圆柱体的长度有相反的效果。此外，中心硬球对近晶A相具有强烈的不稳定作用，这是由于分子低效地堆积成层。对于大的硬球单元，近晶A相完全被近晶C结构取代。随着中心单元直径的增加，柱状相首先稳定，但是对于非常大的硬球单元，柱状相再次变得不太稳定。密度泛函的结果与模拟结果吻合得很好。
2011-06-10 cond-mat.soft
