Coupling topological defect phase to extrinsic curvature in nematic shells
在二维向列学中，拓扑缺陷是具有电荷和相位的点状奇点。本文研究了圆柱体表面上的曲面纹理中的拓扑缺陷。这使我们能够隔离外部曲率对拓扑缺陷结构的影响。通过最大限度地减少与扭曲的能量在一个缺陷的核心周围的指向矢，我们表明，相位的拓扑缺陷耦合到圆柱体的取向。这种耦合取决于与双折射指向矢的张开、弯曲和扭曲变形相关联的相对能量成本。当扭曲变形占主导地位时，我们确定了缺陷相的双稳态。最后，我们展示了一个类似的效果为整数电荷拓扑缺陷。
2022-05-09 cond-mat.soft
Curvature controlled defect dynamics in topological active nematics
我们研究的时空模式时，出现一个积极的反式薄膜是拓扑约束。这些拓扑约束允许控制主动系统的非平衡动力学。我们考虑椭球形状，由此产生的缺陷是1/2向错，并分析它们的位置和动力学和局部几何性质的椭球之间的关系。我们强调两个动态模式：一个可调的周期性状态，振荡的两个缺陷之间的配置的球形形状和一个可调的旋转状态扁球体。我们进一步证明了缺陷和高高斯曲率和脐点之间的关系，并指出了自推进粒子的缺陷的粗粒度描述的限制。
2017-03-10 cond-mat.soft
Defect order in active nematics on a curved surface
本文研究了非本征曲率对限制在圆柱表面的二维主动湍流的影响。圆柱表面没有内曲率，只有外曲率。在这种情况下，平行于圆柱体的长轴的最小主曲率会对非本征曲率做出反应。当向列相足够活跃时，取决于活跃应力的性质，存在由弯曲或张开不稳定性引起的缺陷扩散。圆柱体的外在曲率破坏了这一过程的旋转对称性，这意味着缺陷是平行于圆柱体还是垂直于圆柱体产生的，这取决于活动的圆柱体是收缩的还是伸展的。
2020-02-15 cond-mat.soft
Anomalous coupling between topological defects and curvature
我们研究了沉积在曲面上的超流体、超导体和液晶薄层中缺陷与曲率之间的违反直觉的几何相互作用。每个缺陷都感觉到一个几何势，其函数形式仅由表面的形状决定，但其符号和强度取决于序参量的变换性质。对于超流体和超导体，这种相互作用的强度与电荷的平方成正比，并导致所有缺陷被正（负）高斯曲率的区域排斥（吸引）。对于一个弹性常数近似的液晶，0和$4π$之间的电荷被正曲率区域吸引，而所有其他电荷被排斥。
2004-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Curvature-Induced Defect Unbinding in Toroidal Geometries
环形模板，如囊泡与六键取向顺序进行了讨论。包括向错电荷的总能量被明确地计算为嵌入在环形几何形状中的六角序。相关的结果适用于倾斜或在一弗兰克常数近似的环面上的三阶。虽然在基态的缺陷没有拓扑的必要性，我们发现，过量的向错缺陷，但积极有利于脂肪鸟居或中等囊泡大小。一些实验结果进行了讨论。
2003-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Two-Dimensional Matter: Order, Curvature and Defects
自然界和合成世界中的许多系统都涉及二维表面上的有序排列。我们在这里审查的基本作用付出的基础表面的拓扑结构和它的详细曲率。拓扑结构决定了基态缺陷结构的某些广泛特征，但曲率驱动的能量学控制了有序相的详细结构。令人惊讶的是，在基态中出现了通常是热激发的结构，因此在零温度下是被禁止的。例子包括过量的位错的形式的晶界疤痕的球形晶体以上的最小系统的大小，位错解约束的环形hexatics，在球形晶体的间隙分馏和外观分离的向错的环形晶体。大部分的分析导致了普遍的预测，而这些预测并不依赖于最初导致秩序的微观相互作用的细节。这些预测受到许多实验性软物质和硬物质系统的测试，这些系统导致弯曲的有序结构，例如胶体颗粒在第二液体中的一种液体的液滴上自组装。缺陷本身可以被官能化以产生具有定向键合的配体。因此，纳米到介观尺度的超原子可以被设计成具有特定的化合价，用于构建超分子和新型块体材料。参数，如粒子数，几何纵横比和弹性模量的各向异性允许调整的超原子和相关的超分子的精确架构。因此，从基础和材料科学/超分子化学的观点来看，该领域具有巨大的潜力。
2009-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Crystalline Particle Packings on Constant Mean Curvature (Delaunay) Surfaces
本文研究了常平均曲率（CMC）旋转表面上的晶体颗粒阵列的结构。这种弯曲的晶体已经通过在液体毛细管桥上产生电荷稳定的胶体阵列来物理实现。CMC旋转曲面，由Charles Delaunay在1841年分类，包括2-球，圆柱，消失的平均曲率链面（最小曲面）和更丰富和更少研究的波状面和结节面。我们用数值方法确定了1000个点状粒子与两两排斥偶极-偶极相互作用势相互作用的候选基态构型。我们模仿拉伸的毛细管桥确定的平衡配置的颗粒排列在一个序列的Delaunay表面上获得的增加或减少的高度在恒定的体积从一个给定的初始表面，无论是脂肪圆柱体或方形圆柱体。在这种情况下，拉伸过程需要一个通过一个复杂的序列的Delaunay表面，每个具有不同的几何参数，包括纵横比，平均曲率和最大高斯曲率。波状体、悬链状体和结节状体都在这个过程中出现。在基态的缺陷图案从在边界处的位错发展到在内部的位错到在内部的褶皱和疤痕，然后在内部的孤立的7倍向错，因为毛细管桥在腰部（赤道）处变窄并且最大（负）高斯曲率增长。我们还检查理论预测，孤立的向错是存在于基态时，表面包含一个测地光盘集成高斯曲率超过-π/3。最后，我们探索最小的能量配置集切片的一个给定的Delaunay表面，并获得配置和缺陷图案与拉伸中看到的一致。
2013-07-14 cond-mat.soft
Elastic Theory of Defects in Toroidal Crystals
本文基于弯曲衬底上缺陷的弹性理论，对轴对称环形晶体的基态性质进行了全面的分析。分析的基态作为一个功能的环的纵横比，它提供了一个非本地的措施的基础高斯曲率，和缺陷的核心能量的比率的杨氏模量。几个结构特征进行了讨论，包括一个壮观的例子曲率驱动的非晶化的限制的纵横比接近1。弹性理论的结果，然后与一个系统的点状粒子约束在一个环面的表面上，并通过一个短程潜在的相互作用的数值研究的结果进行比较。
2008-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Curvature-controlled defect dynamics in active systems
本文研究了椭球面上极性活动粒子的集体运动。几何约束导致形成环绕常曲率表面点（脐点）的涡流。我们已经发现，集体运动模式是特别丰富的椭圆体，有四个脐涡往往位于附近的脐点对，以尽量减少其相互作用的能量。我们的研究结果提供了一个新的视角对迁移的活细胞，这最有可能使用的信息提供的弯曲基板的几何形状，以指导他们的集体运动。
2017-07-02 cond-mat.soft
Curvature directed anchoring and defect structure of colloidal smectic liquid crystals in confinement
本研究通过实验与模拟探究椭圆阱中胶体近晶的边界曲率如何控制锚定转变及向错与位错缺陷结构，揭示几何约束调控液晶缺陷的普适原理。
2023-11-30 cond-mat.soft
The role of curvature anisotropy in the ordering of spheres on an ellipsoid
非球形乳液液滴可以通过吸附在其表面的密集堆积的胶体颗粒来稳定。为了理解这些表面堆积的微观结构，硬球在椭球表面上的有序性通过大规模计算机模拟来确定。在包装中的缺陷一般是最经常发生在强曲率的区域，然而，缺陷和曲率之间的关系是不平凡的，和缺陷的分布显示足够高的纵横比的椭球的第二个最大值。与球形表面上的填充一样，拓扑结构所需之外的其他缺陷被观察为链或“疤痕”。然而，过渡点，被发现软化的各向异性曲率，也部分定向的疤痕。一个丰富的图书馆的对称相称的包装被确定为低粒子数。我们通过实验验证了不同纵横比的椭圆形液滴可以被表面吸附的胶体逮捕。
2015-04-15 cond-mat.soft
Dislocation dynamics on deformable surfaces
TU Dresden（德累斯顿工业大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）
本研究提出了一种适用于变形表面的位错动力学模型，揭示了曲率对缺陷运动的影响，并建立了表面-APFC模型以预测和解释曲率-缺陷耦合现象。
2026-02-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Active topological defect absorption by a curvature singularity
基于Born-Oppenheimer近似，本研究提出了弯曲表面上 $p$-atic 材料中拓扑缺陷动力学的一般描述，发现在锥体几何中，主动性引起的缺陷迁移率几何贡献随亏角变化并可能改变符号，从而实现缺陷向锥顶的主动吸收。
2023-04-13 cond-mat.soft physics.bio-ph
Curvature generation in nematic surfaces
近年来，人们对使用现代响应材料进行形状形成的研究越来越感兴趣，这些材料可以预先编程以进行空间不均匀的局部变形。特别是，双相液晶固体在这方面提供了令人兴奋的可能性。最近取得了相当大的进展，在实现各种形状的转变，在薄片材的固体通过工程孤立点的集中高斯曲率使用拓扑缺陷的指向矢场横跨纹理表面。在本文中，我们考虑的方式实现形状转变的薄片材的非局部高斯曲率的产生在导演字段中的拓扑缺陷的情况下，玻璃。我们展示了如何可以蓝图任何所需的高斯曲率在一个薄的dielectric片通过控制的dielectric对齐角在整个表面和突出显示特定的模式，提出可行的初始目标的实验验证的理论。
2015-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Active nematodynamics on curved surfaces -- the influence of geometric forces on motion patterns of topological defects
我们推导并数值求解了一个表面活性线虫动力学模型。我们在球体上验证了数值方法，并分析了流体动力学对拓扑缺陷振荡运动的影响。对于椭圆形表面的几何力对这些运动模式的影响是通过考虑到内在的和外在的曲率贡献的影响。数值实验表明，更强的耦合与几何特性，如果外部曲率的贡献，并提供了一种可能性，以调整流动和缺陷运动的表面特性。
2021-07-16 cond-mat.soft
Tuneable defect-curvature coupling and topological transitions in active shells
该研究聚焦极性与向列型活性液晶构成的可变形壳层，通过线性稳定性分析与三维流体动力学模拟，揭示活性可调控缺陷-曲率耦合，且强拉伸活性可驱动极性系统发生球到环的拓扑转变，为缺陷作为拓扑形态发生素提供支撑与可验证预测。
2023-04-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
Curvature condensation and bifurcation in an elastic shell
本文采用实验和数值模拟相结合的方法研究了圆柱壳内局部几何缺陷的形成和演化。我们发现，作为一个对称的本地化压痕上的半圆柱壳增加，有一个过渡，从一个全球性的变形模式到一个本地化的一个导致冷凝的曲率沿对称抛物线折痕。这个过程在系统中引入了一个软模式，将承载结构转换为铰链运动机制。进一步的压痕导致孪晶，其中抛物线折痕分叉成在对称线的任一侧上分开的两个折痕。一个定性的理论捕捉的现象的主要特征，并导致这些缺陷的成核更尖锐的问题。
2006-07-26 cond-mat.mtrl-sci 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
Crystallization Dynamics on Curved Surfaces
我们研究了二维弯曲空间中从液相到晶相的演化。在早期，虽然晶种优先在低曲率区域中生长，但是在具有高曲率的区域中产生的晶格挫折通过孤立的缺陷快速弛豫。进一步的弛豫涉及晶体生长和缺陷湮灭的机制，其中具有高曲率的区域充当畴壁扩散的汇。钉扎的晶界在低曲率的区域导致形成的亚稳态结构的缺陷，其特征在于由系统的最大曲率所决定的渐进缓慢的动态排序和活化能。这些类玻璃有序动力学可能完全抑制了基态结构的出现。
2013-07-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Frustrated order on extrinsic geometries
我们研究，分析和理论上，缺陷的nematically有序表面耦合到表面的非本征几何形状。虽然内在的几何结构倾向于将拓扑缺陷限制在大高斯曲率的区域，但外在的耦合倾向于将拓扑缺陷定向在最大或最小弯曲的局部方向上。这种额外的挫折是不可避免的，在负高斯曲率的表面上是最重要的，在那里它导致复杂的基态热力学。我们发现，在对比的内在几何形状的众所周知的效果，外在的曲率驱逐向错从该地区的最大曲率以上的临界耦合阈值。在缺乏“内外”对称性的悬链上，缺陷被完全排除。
2011-08-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Curvature-guided topology and self-assembly in chiral nematics and liquid-crystal colloids
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；National Renewable Energy Laboratory（国家可再生能源实验室）；Hiroshima University（广岛大学）；Universidade de Lisboa（里斯本大学）
综述了液晶胶体和受限向列相中曲率如何产生拓扑缺陷和孤子结构，并基于亏格、欧拉特征、锚定和手性提出统一框架，探讨其在自组装和功能材料中的应用。
2026-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Active nematic defects and epithelial morphogenesis
受最近的实验，突出的作用，上皮组织的形态发生中的缺陷，我们开发了一个最小的框架，以研究动态的主动曲面驱动的纹理。允许表面通过弛豫动力学的发展导致了一个理论连接的缺陷动力学，细胞分裂率和高斯曲率。大的正（负）曲率和正（负）生长区域与正（负）缺陷共存。将此框架应用于体外环境中培养的小鼠神经祖细胞（NPC）的动态，我们发现细胞在阳性缺陷处积累，在阴性缺陷处耗尽。与此相反，应用这一动态的基础海洋无脊椎动物\emph{Hydra}在体内设置，我们表明，活动稳定的绑定$+1$缺陷状态，通过创建一个初期的触角，而绑定$+1$缺陷状态包围两个$-1/2$缺陷可以创建一个固定的环形配置的触角，与观察一致。
2021-06-21 cond-mat.soft physics.bio-ph
Dynamics of active defects on the anisotropic surface of an ellipsoidal droplet
细胞是生命有机体的基本组成部分，具有一系列形状、形态和纹理，编码特定的功能和物理行为。阐明这一守则的规则仍然是一个挑战。在这项工作中，我们创建仿生结构的构建块涂层的椭圆形液滴的近晶相液晶与蛋白质为基础的活性细胞骨架凝胶，从而获得核-壳结构。通过利用图案化的纹理和各向异性形状的近晶核心，我们能够塑造复杂的线虫动力学的界面活性材料，并确定新的时间依赖性的状态，拓扑缺陷周期性地振荡之间的旋转和平移制度。我们的活性向列体的线虫流体动力学模拟表明，除了拓扑结构和活动，活性材料的动力学的深刻影响的局部曲率和近晶纹理的液滴，以及外部水动力。这些结果说明了如何将这些约束纳入到积极的微壳编排显着的时空图案，提供关键的生物过程的新见解，并提供引人注目的前景设计生物启发的微型机器。
2023-03-23 cond-mat.soft
Vortex Flows and Streamline Topology in Curved Biological Membranes
当考虑生物膜中的流动时，它们通常被视为平坦的，尽管它们通常是弯曲的表面，甚至非常弯曲，如内质网的情况。在这里，我们研究的拓扑效应的曲率流动的膜。针对多点涡缺陷的系统，我们可以用几何哈密顿量来描述缺陷的粘性动力学。与平面情况相反，流动产生正折射率的附加缺陷。对于两个涡的简单情况，我们分析预测这些驻点的位置。在低曲率极限下，动力学类似于理想流体中的旋涡，但在高曲率下发生相当大的偏差。几何公式使我们能够构建的时空演变的流线拓扑结构的流体动力学之间的相互作用的旋涡。流线揭示了新的动力学分叉导致自发缺陷对创建和融合。此外，我们发现，膜曲率介导的缺陷结合，并赋予全球旋转的多涡系统，与个别涡仍然相互作用的本地。
2021-05-26 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Defect binding-unbinding transition in active nematic membranes
Tohoku University（东北大学）
研究活性向列相液晶在可变形膜上的动力学，探讨活性应力与各向异性曲率耦合的相互作用，通过最小模型模拟向列序参量和膜高程的耦合演化，发现从曲率主导 regime 到活性主导 regime 的连续转变，揭示了活性湍流的特征，并通过标度分析确定临界活性阈值与耦合常数和弯曲刚度的关系，进一步发现定向模式与膜几何形状的显著相关性在湍流 regime 中仍存在。
2026-04-03 cond-mat.soft
Topological Defects, Surface Geometry and Cohesive Energy of Twisted Filament Bundles
细丝的内聚组装是在不同背景下发现的常见结构基序，范围从生物材料如纤维蛋白质到人造材料如碳纳米管绳和微图案化细丝阵列。在本文中，我们分析了复杂的依赖性的内聚能对捻度，一个关键的结构参数的自组装和制造的丝束。基于对内聚束的模拟基态的分析，我们发现扭曲的非线性影响来自于扭曲束的两个不同的几何特征：（i）束横截面中纤维间填充的几何挫折;以及（ii）扭曲束的表面几何形状的演变，这决定了非接触纤维在表面的内聚成本。在束芯中的包装挫折引起的外观的拓扑缺陷，过量的5倍向错，随着扭曲的增加，而在束的表面处的长丝接触的演变一般有利于扭曲的几何形状足够长的长丝的通用序列。我们的连续和离散模型的丝束的分析表明，即使在没有外部扭矩或内在的手征，凝聚能普遍有利于扭曲的基态以上的临界（长度/半径）的纵横比和低于临界细丝刚度阈值。
2013-07-05 cond-mat.soft
Integer defects, flow localization, and bistability on curved active surfaces
该研究模拟两类弯曲形态发生基底上的极性活性流体，揭示偏曲率耦合诱导+1缺陷、局域化活性流动，并在收缩情形下产生静止与流动态的迟滞双稳态。
2024-06-17 cond-mat.soft physics.bio-ph
Blueprinting Nematic Glass: Systematically Constructing and Combining Active Points of Curvature for Emergent Morphology
近年来，对玻璃态和弹性体的非线性固体的研究取得了很大进展，特别是在薄板材料的无应力、缺陷驱动变形方面。在本文中，我们考虑的一个子集的纹理域的玻璃是简单的合成，并探讨这些简单的域可以兼容地结合起来，以产生类似物的传统的光滑向错缺陷纹理中看到的标准液晶的方式。我们计算这些构造纹理的变形特性，并表明，受兼容性约束的建设，这些纹理可以进一步结合，以实现从平板的3-D结构的形状蓝图。
2011-05-05 cond-mat.soft
Geometry-induced flocking and topological sound on a defect-free curved surface
National Institute of Technology Karnataka（卡纳塔克国立理工学院）；DIT University（迪特大学）
本研究证明在无缺陷的环面上，曲率本身即可通过非厄米Dirac算子产生并保护拓扑声，连接了非厄米拓扑、微分几何与活性物质流体动力学。
2026-09-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Breaking the Rules for Topological Defects: Smectic Order on Conical Substrates
弯曲基板上的有序相经历了复杂的相互作用的有序性和内在的曲率，通常产生挫折和奇点。这在晶体中是一个特别重要的问题，因为越来越小的尺度材料生长在真实表面上;最终，表面缺陷与晶格常数在同一尺度上。在这里，我们获得洞察到这个一般性的问题，通过研究二维近晶秩序基板上具有高度本地化的内在曲率，从锥和它们的相交与平面。在这样做的时候，我们充分利用了易于处理的“纸和磁带”结构，使我们能够详细地理解诱导尖点和奇点。
2012-07-18 cond-mat.soft math-ph math.MP
Impact of Interaction Range and Curvature on Crystal Growth of Particles Confined to Spherical Surfaces
当胶体颗粒在球形模板上形成晶相时，它们的堆积由它们之间的有效相互作用和弯曲生长晶体的弹性应变决定。例如，如果生长在适当的条件下开始，并且形成的圆形晶体达到临界尺寸，则通过引入缺陷以减轻弹性应变来继续生长。最近，实验发现，如果缺陷的形成是不可能的，晶体反而继续生长在从原始晶体突出的带状物中。在这里，我们报告的计算机模拟中，我们观察到在短的相互作用范围和包装，将缺陷，如果相互作用是长程的形成的丝带。带状物只有在超过某个临界晶体尺寸时才会形成，低于该尺寸时，晶核大致呈球形。我们发现临界晶体尺寸的缩放与Manoharan小组提出的略有不同，原因是实际过程是在大致圆形晶体顶部的带状物的两步非均质成核。
2017-03-02 cond-mat.soft
Cell bulging and extrusion in a three-dimensional bubbly vertex model for curved epithelial sheets
Institute for Theoretical Physics, Heidelberg University（海德堡大学理论物理研究所）；BioQuant, Heidelberg University（海德堡大学生物定量研究中心）；Max Planck School Matter to Life, Heidelberg University（海德堡大学马克斯·普朗克生命物质学院）；Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究所）；Division Signaling and Functional Genomics, German Cancer Research Center (DKFZ)（德国癌症研究中心信号与功能基因组学部）；Department of Molecular Human Genetics, Medical Faculty Heidelberg, Heidelberg University（海德堡大学医学院分子人类遗传学系）
本文提出一种三维气泡顶点模型，研究细胞挤出与曲率的相互作用，发现拓扑缺陷处的细胞膨出不稳定性更强，且基底张力稳定了细胞形状，优于组织级机制。
2026-02-27 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
Fractional defect charges in $p$-atic liquid crystals on cones
圆锥曲面，在顶点具有高斯曲率的δ函数，也许是几何挫折的最简单的例子。本文研究了锥面上具有$p$重旋转对称性（$p$ -atics）的二维液晶。对于自由边界条件的基础上，我们发现基态（S）和亚稳态的离散梯形的锥角和液晶对称性$p$的函数。我们发现，这些状态的特点是由一组分数缺陷电荷在顶点和基态一般受挫，由于沿圆锥的方位角方向的平行输运的影响。我们检查我们的预测的基态能量数值为一组相称的锥角（对应于一组相称的高斯曲率集中在锥顶），其表面可以被分解为一个完美的三角形或正方形网格，并找到与我们的理论预测非常一致。
2022-01-26 cond-mat.soft
Role of disclinations in determining the morphology of deformable fluid interfaces
我们研究的平衡形状的囊泡，与平面内的有序，使用蒙特卡洛计划，并表明，高度弯曲的形状，如管和光盘，具有惊人的相似性，由某些曲率敏感外周膜蛋白产生的结构，可以自发产生的各向异性方向曲率与向异性向错发挥重要作用。我们发现，双阶和局部曲率之间的耦合可能会导致类似的缺陷向对方移动，不一样的缺陷远离，从而导致管的形成。热致缺陷对的产生导致分支管状结构。它还表明，螺旋排列的膜管，与周围的螺旋场，是一个占主导地位的软模式的系统。
2012-02-15 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Simulating defect textures on coalescing nematic shells
两个相互接触的壳层聚结，以降低它们的界面张力。该过程通过形成液体颈状桥来进行，封装的流体流过该液体颈状桥。在这种拓扑转变之后，我们研究了缺陷织构随组合壳形状的演变。通过改变壳层的尺寸，我们对偶极子的指向矢场和缺陷价进行了准静态研究。制度被发现存在的积极和消极的缺陷，由于在颈部的大负高斯曲率。使用大规模的计算机模拟，我们确定如何湮灭缺陷对聚结壳的选择，并在湮灭发生的聚结阶段。
2013-09-18 cond-mat.soft
Defect generation and deconfinement on corrugated topographies
我们研究拓扑驱动的产生缺陷的液晶薄膜涂层冻结表面的空间变化的高斯曲率，其拓扑结构并不自动需要在基态的缺陷。我们特别研究了具有六角相覆盖的高斯凸块表面随纵横比增加的向错-非束缚跃迁，并讨论了光滑基态织构对单个缺陷产生的不稳定性。单个凸块的自由边界条件被认为是以及凸块的周期性阵列。最后，我们认为，缺陷的凸点包围的对齐墙进行尖锐的退禁闭过渡的表面的纵横比降低。
2004-06-15 cond-mat.soft
Defects and boundary layers in non-Euclidean plates
本文利用弹性力学的Föppl-vonKármán约化理论研究了具有常负高斯曲率的非欧几里德板的行为。最近的实验结果的动机，我们专注于环与周期性的配置文件。我们证明严格的上限和下界的弹性能量，规模一样的厚度平方。特别是，我们表明，只有两种类型的全球极小-变形，保持平坦和鞍形变形与孤立地区的拉伸附近的边缘的环。我们还表明，存在局部极小与周期性的配置文件，有额外的边界层附近的拐点线。这些附加的边界层是薄弹性薄板中的一种新现象，并且对于正则化跨越拐点的方位角曲率中的跳跃不连续性是必要的。我们严格推导出这些边界层的宽度作为厚度的函数的表的比例律。
2012-09-07 cond-mat.soft math.OC
Liquid Crystal Ground States on Cones with Anti-Twist Boundary Conditions
该研究结合共形映射方法与模拟，探索圆锥上具p重旋转对称液晶基态，揭示相关边界条件下有限尺寸效应，给出反扭转边界（总拓扑电荷-1）下基态新结果，发现顶点尖锐化时的缺陷行为及电荷屏蔽现象。
2024-12-04 cond-mat.soft
Doubly-periodic instability pattern in a smectic A liquid crystal
本文报道了在液晶8 CB中观察到的双周期表面缺陷图案，它是在液晶-近晶A相变过程中形成的。该图案是由8 CB分子的拮抗性排列引起的，其在样品池的表面处是垂面的，而在样品池的本体中是平面的。在近晶相液晶的Landau-deGennes连续介质理论中，我们发现这种长周期（~10 μm）的斑图是由表面锚定和曲率壁缺陷的弹性能之间的平衡所决定的。短周期（~1 μm）我们归因于鞍展畸变，导致非零高斯曲率并导致曲率壁破裂。
2013-04-18 cond-mat.soft
Positive disclination in a thin elastic sheet with boundary
当一个初始为平的弹性薄板具有无限延伸且不可弹性伸长时，孤立的正楔形向错使该薄板变形为正圆锥体。后者要求弹性拉伸应变非常小。本文对有限延伸的有界F{<$}ppl-von K{á}rm{á}n弹性薄板的向错诱导变形形状和应力场进行了严格的分析和数值计算，同时强调了与理想锥解的偏差。特别是，高斯曲率场不再局限于狄拉克奇点的缺陷位置时，弹性延伸性是允许的，必须是负的，在大区域远离缺陷。类似地，在存在弹性伸长时，应力场也没有狄拉克奇点。然而，随着片材的杨氏模量的增加，同时保持弯曲模量和畴尺寸固定，这两个场都倾向于发展狄拉克奇点。值得注意的是，在这种限制行为，不可扩展性逃避的有界弹性片由于持久的区域的非平凡高斯曲率远离缺陷。在本文中的其他结果包括研究特定的边界条件（自由，简支，或部分夹紧）的高斯曲率场远离缺陷和屈曲过渡从平面到圆锥形的解决方案的效果。
2021-12-08 cond-mat.soft math-ph math.MP
Dynamical patterns in active nematics on a sphere
使用基于代理的模拟的自推进粒子受到短程排斥和双对齐，我们探讨了一个致密的活性材料局限于一个球体的表面的动力学阶段。我们映射的动态相图作为曲率，对齐强度和活动的函数，并再现在最近的实验中看到的活跃的微管在囊泡表面上移动的阶段。在低驱动下，我们恢复了具有四个+1/2缺陷的平衡态的电子基态。随着驱动力的增加，测地线力驱动过渡到一个环绕赤道的极地物质带，在两极有两个+1缺陷对应的大秃斑。最后，能带折叠到自身上，随后系统进入湍流状态，其特征在于拓扑缺陷对的活跃扩散。我们强调的作用，在这些有限曲率的封闭系统中的斑图形成的持续时间和长度。
2017-05-15 cond-mat.soft
