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
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
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
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
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
Effective free energy method for nematic liquid crystals in contact with structured substrates
我们研究了一种液晶的相行为，该液晶被限制在具有强锚定的平坦衬底和图案化衬底之间，图案化衬底的结构和局部锚定强度是不同的。通过首先评估表征图案化衬底的有效表面自由能函数，我们推导出受限液晶的有效自由能的表达式。然后，我们确定相图涉及一个均匀的状态，其中的取向的董事几乎是均匀的和一个混合对齐的取向的状态，其中的董事通过细胞的变化。为了检验有效自由能方法的预测，进行了自由能泛函的直接最小化。我们发现从这两种方法计算的相界之间非常好的协议。此外，有效能量方法允许一个确定的能量势垒之间的两个国家在一个电子器件。
2007-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
Geometrically-controlled twist transitions in nematic cells
我们研究了正弦光栅和平面衬底之间的微扰的几何控制扭转跃迁。在这些细胞中，向扭曲状态的转变是由表面效应驱动的。我们已经确定了负责过渡的机制分析，并使用精确的数值计算研究的扭曲不稳定性发生的表面参数的范围。接近这些值，电池在最小的外部场或温度变化下工作。
2002-02-26 cond-mat.soft
Active nematics on a substrate: giant number fluctuations and long-time tails
我们构建的序参量和浓度的耦合动力学的固体表面上的驱动粒子的相位的运动方程，并表明，它们意味着（i）巨大的数量波动，与平均值成比例的标准偏差和（ii）长时间的尾巴$\sim t^{-d/2}$在$d$尺寸的粒子速度的自相关，尽管没有流体动力学速度场。我们的预测可以在实验中测试的阿米巴细胞聚集体，以及层搅拌颗粒物质。
2002-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
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
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
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
Potential of Mean Force between a Spherical Particle Suspended in a Nematic Liquid Crystal and a Substrate
我们考虑一个系统，其中一个球形粒子悬浮在一个封闭的液晶之间的两个墙壁。利用蒙特卡罗模拟计算了液晶介导的球与衬底间的平均力势。使用三种方法：一个传统的蒙特卡罗方法，伞抽样，和一个新的技术，结合了规范的扩展系综模拟与最近提出的密度的状态形式主义。后一种方法提供了明显的优点，因为它确保了相空间的良好采样，而无需系统的能量景观的先验知识。由此产生的潜在的平均力，计算作为一个功能的正常之间的距离的球体和表面，表明该球体被吸引到表面，即使在没有吸引力的分子相互作用。
2002-08-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nematic Colloidal Swarms Assembled and Transported on Photosensitive Surfaces
我们展示了一种新的方法来组装和运输成群的胶体颗粒相结合的液晶使能电泳和光敏表面图案化。胶体粒子通过施加交流电场而在液晶中被推进。粒子群被组装成旋转的研磨机集群，或者作为一个整体沿着预定义的路径移动，光印在化学功能化的基底上。该技术代表了基于流体的芯片实验室技术的替代方法，该技术引导微米级固体或液体夹杂物的大集合的运动。
2016-04-14 cond-mat.soft
Surface alignment and anchoring transitions in nematic lyotropic chromonic liquid crystal
溶致发色液晶（LCLC）的表面取向不仅可以是平面的（切向的），而且可以是垂直的，其中自组装聚集体垂直于基板，如通过映射光学延迟和通过指向矢场的三维成像所证明的。随着时间的推移，垂面对称线经历到切向状态的转变。锚定过渡是不连续的，可以用双阱锚定势来描述，其中两个极小值对应于切向和垂面取向。
2010-06-18 cond-mat.soft
Saddle-splay term induced orientational instability in nematic liquid crystal cells and director fluctuations at substrates
我们分析了在平面锚定条件下，在两个基板的液晶（NLC）细胞的平面取向结构的稳定性。具体来说，我们研究了在大的鞍展弹性常数，$K_{24}$的表面弹性引起的基态的不稳定性。对于违反埃里克森不等式的相对小的$K_{24}$，理论预测，当电池的厚度低于其临界值$d_c$时，波长的临界波动模式$λ_c$将使结构不稳定。临界模式的奇偶性随着扭转-张开比$K_2/K_1$通过单位而改变。$K_{24}$的进一步增加超过第二阈值$4K_1K_2/(K_1+K_2)$，导致关于短波长波动的不稳定性，而与单元厚度无关。我们计算了临界厚度和临界波长作为$K_{24}$，扭转张开比和方位锚定强度的函数。
2003-11-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase Ordering in Binary Mixtures of Active Nematic Fluids
该研究使用连续双流体方法发现不同活性的向列流体混合物在活性湍流背景下发生混沌微相分离，弹性排列或基底摩擦显著增强该效应，为上皮细胞分选和细菌菌落动力学提供解释。
2024-04-29 cond-mat.soft
Effective interactions of colloids on nematic films
本文从理论上研究了大分离量$d$中一对胶体粒子在膜上的弹性和毛细作用。弹性相互作用是排斥性的，并且是四极型的，变化为$d^{-5}$。对于宏观上厚的膜，由于由胶体和界面组成的系统的机械隔离，毛细管相互作用同样是排斥性的并且与$d^{-5}$成比例。有限的膜厚度在系统上引入非零力（由支撑膜的衬底施加），导致几何上变化的毛细管吸引力。然而，它们的强度太小，对于最近观察到的胶体液滴在薄膜上的斑图形成不重要。
2008-07-11 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
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
Tunable wrinkling of thin nematic liquid crystal elastomer sheets
薄弹性板的不稳定性，如褶皱，从基本观点来看，也因为它们在工程应用中的潜力而引起广泛的兴趣。向列型液晶弹性体提供了一种新的形式，通过直接耦合微观自由度，从定向有序的棒状分子，和宏观应变之间的控制这些不稳定性。利用标准的降维方法，建立了弹性体薄板的板理论。然后，我们应用这一理论的皱纹的形成，由于压缩的弹性或流体基板上的一张薄的液晶弹性体的研究。我们发现缩放的褶皱波长的材料参数和所施加的压缩。褶皱的波长被发现是非单调的压缩应变，由于存在的双折射。最后，由于软模式，皱纹出现的临界应力可能比各向同性弹性体高得多，并且非常重要地取决于弹性体的制备方式。
2019-06-24 cond-mat.soft
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
Reconfigurable assembly of nematic colloids commanded by photoactivated surface patterns
在综合化学过程中，固体或液体微观夹杂物的输运被提出了不同的电泳驱动机制。然而，可逆地解决流动路径、速率和局部反应物浓度的能力尚未实现。在这里，我们表明，与光敏自组装单层化学改性的基板允许直接命令的组装和运输的大型合奏的微米尺寸的颗粒和液滴分散在一个薄层的各向异性流体。我们的策略分离的粒子驱动，实现通过AC电泳，和转向，实现的弹性调制的主机的流体。夹杂物响应单独或集体模式以下任意可重构的路径通过UV/蓝色照明压印。仅仅依靠一般的材料特性，所提出的程序是通用的，足以发展的应用程序，涉及无生命的或活的材料。
2014-06-22 cond-mat.soft
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
Control of colloidal placement by modulated molecular orientation in nematic cells
胶体自组装成由粒子相互作用决定的各种有组织的超结构。单类全同粒子自组装的科学认识和应用都取得了巨大的进展。形成超结构，其中的胶体粒子占据预先设计的网站，并保持在这些网站，尽管热波动是一个主要的挑战，目前国家的art.here，我们提出了一个通用的方法来直接放置的胶体，使用液晶与空间变化的分子取向预先施加基板photolealignment。胶体颗粒在胶体环境中受到长程弹性力的作用，这种力来源于胶体颗粒的取向顺序。取向顺序的分量产生弹性能量景观，该弹性能量景观驱动胶体进入具有优选类型的变形的位置。作为一个例子，我们表明，胶体球与垂直的表面锚定被驱动到最大张开的区域，而球与切向表面锚定解决到弯曲的区域。负责优先放置的弹性力测量探索过阻尼动力学的胶体。通过图案化的分子取向控制胶体自组装为材料和设备的设计开辟了新的机会，其中颗粒应放置在预先设计的位置。
2016-09-21 cond-mat.soft
Ordering of adsorbed rigid rods mediated by the Boussinesq interaction on a soft substrate
由软基底的机械变形驱动的取向有序在材料转变过程中起着重要作用，如弹性毛细作用和表面锚定。我们提出了一个理论模型的各向异性棒沉积到一个表面上的软，弹性基板的有限厚度的取向响应。我们发现，各向异性棒表现出连续的各向同性的相变，驱动表面沉积棒之间的取向相互作用。这种相互作用是介导的变形下的弹性基板，并量化的Boussinesq解决方案适用于细长的情况下，表面沉积棒。从微观棒-棒相互作用，我们得到适当的Maier-Saupe平均场的描述，其中包括Boussinesq弹性自由能的贡献，由于基板的弹性，推导出连续的取向有序过渡的存在条件，并讨论结果的含义在软（生物）系统的上下文中。
2020-09-29 cond-mat.soft
Explosive electrostatic instability of ferroelectric liquid droplets on ferroelectric solid surfaces
研究了铁电液滴在铁电晶体衬底热释电场作用下的静电行为。铁电液体是一种双极性液晶，其中分子偶极子的几乎完全极性有序化产生与平均分子长轴局部共线的内部宏观极化。在通过从铁电相降低温度而进入铁电相时，液晶液滴变得机电不稳定并通过流体射流的爆炸性发射而分裂。这些射流主要是界面的，在基板表面上展开，并表现出分形分支成较小的流，最终破裂，形成二次液滴。我们将这种行为理解为带电流体液滴的Rayleigh不稳定性的表现，当静电排斥超过流体的表面张力时预期。在这种情况下，电荷是由于铁电流体的体极化，该体极化通过其边缘场和固-液界面耦合耦合到下面的铁酸锂衬底的热释电极化。由于流体的喷射不会中和液滴表面，因此随着温度降低，它们可能经历多次爆炸事件。
2022-07-06 cond-mat.soft
Temperature Dependence of Anchoring Energy of MBBA on SiO-Evaporated Substrate
本文用磁Freedericksz跃迁技术研究了双折射液晶MBBA在SiO倾斜蒸发衬底上的锚定能和界面指向矢取向的温度行为。确定了表面锚定能唯象模型中系数的温度依赖性。
2001-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Surface free energies for nematic shells
我们提出了一个连续介质模型来描述薄壳层中的分子排列。与以前的帐户相比，二维自由能，旨在描述的薄膜的向列相沉积在弯曲的基板上的物理，是不假设，但它是从传统的三维理论推导的液晶。董事和订单张量理论考虑。如此获得的表面能表现出额外的条款相比，早期的模型。这些项反映了壳的几何形状与多个序参量的耦合。正如预期的那样，壳的形状在包覆它的向列相的平衡构型中起着关键作用。
2011-12-03 cond-mat.soft math-ph math.MP
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
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。
2013-03-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Conical soliton escape into a third dimension of a surface vortex
我们提出了一个精确的三维孤子解的sine-Gordon型欧拉-拉格朗日方程，它描述了一个配置的三维矢量场n约束到一个表面的p-涡旋，与一个指定的极倾斜角的平面基板上，并逃逸到第三维的散装。该解决方案是相关的一个纹影纹理的表征，切向（面内）基板对齐的液晶薄膜。该解决方案与多年前Saupe [Mol.结晶液Cryst.21，211（1973）]，后者仅限于表面。
2009-04-03 cond-mat.soft
Nemato-elastic crawlers
一个传播的“光束”触发一个局部的相变在一个弹性体设置成爬行运动，这可能会变形，由于屈曲。我们考虑的运动的各种配置的细长杆和薄条纹的均匀和张开的双阶横截面，并检测的步态和速度的抗弯刚度和基板摩擦的依赖。
2015-12-01 cond-mat.soft physics.bio-ph
Effects of Photopatterning Conditions on Azimuthal Surface Anchoring Strength
本文通过分析整数向错分裂，系统研究BY层厚度、光强、剂量与老化对液晶方位角表面锚定系数W的影响，给出5–8 nm等最优光图案化条件。
2024-12-07 cond-mat.soft
Exploiting imperfections: Directed assembly of surface colloids via bulk topological defects
我们利用受限液晶固有的长程弹性场将困在液晶界面的胶体颗粒组装成具有复杂对称性和填充的可重构结构。在空气和液晶液晶5CB之间的界面处捕获的具有垂面锚定的球形胶体在指向矢场中产生四极畸变，导致颗粒排斥并因此形成具有三角形习性的紧密堆积组件。在这里，我们报告复杂的，开放的结构，通过与缺陷的相互作用组织在散装。具体地说，通过在具有垂面锚定条件的微柱阵列中限制半导体液晶，我们导致缺陷环在样品本体中的明确定义的位置处形成。这些缺陷导致弹性形变，其引导界面捕获的胶体组装成环状组装体，即使当微柱完全浸没在微柱中时，环状组装体也概括了缺陷的几何形状。当胶体的表面密度是高的，它们形成一个环附近的缺陷和一个六角晶格远离it.As地形复杂的基板很容易制造和液晶缺陷很容易重新配置，这项工作奠定了基础，一个新的，强大的机制，通过控制表面锚定和相关的体缺陷结构，动态地直接组装在大面积上。
2013-09-24 cond-mat.soft
