On the equation of state of a dense columnar liquid crystal
本文用改进的自由体积理论对高填充率下的柱状液晶硬盘进行了精确的描述。结果表明,在一维流体方向的磁盘的取向熵导致不同的高密度标度压力相比,从传统的细胞理论的预测。与最近的蒙特卡罗模拟结果的各种热力学和结构性能的柱状状态的定量协议。
2004-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Field-controlled columnar and planar patterning of cholesteric colloids
我们研究了在随时间变化的电场作用下,胶体粒子在胆甾相液晶中的分散行为。通过控制所施加的场波的振幅和形状,我们表明,该系统可以通过不同的动力学途径可重复地驱动出平衡,并通过玻璃状的自由能景观,包括许多竞争的亚稳平衡导航。这些状态的范围从简单的土星环到具有无定形缺陷网络或向错环堆叠的复杂结构。非平衡电场也可以通过缺陷介导的力脉冲或它们在平面内的重新定位来触发颗粒排列成柱状阵列。我们的研究结果是有前途的软胶体-液晶复合材料的可控图案化和自组装提供了新的途径。
2015-04-13 cond-mat.soft
A Discotic Disguised as a Smectic: A Hybrid Columnar Bragg Glass
我们发现,毒品,深躺在柱状相,可以表现出一个X-射线散射图案,模仿有点不寻常的近晶相液晶。我们称之为“混合柱状布拉格玻璃”的柱状液晶的这种外来的、新的玻璃相可以通过将柱状液晶限制在各向异性随机环境中来实现,应变气凝胶在这一阶段的长程取向秩序使{ \em单域} X射线散射成为可能,从中可以提取丰富的信息。我们给出了详细的定量预测的散射模式,除了指数表征系统的异常弹性。
2000-10-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometric Theory of Columnar Phases on Curved Substrates
我们研究薄自组装列约束躺在一个弯曲的,刚性基板。与晶体键合受阻的弯曲晶体相比,曲率对等距列没有局部阻碍。相反,圆柱体的压缩应变消失意味着它们的法线位于测地线上,测地线在正(负)高斯曲率的区域中会聚(发散),类似于透镜对光线的聚焦。我们表明,平面外弯曲的圆柱作为一个有效的有序场。
2007-03-08 cond-mat.soft
Elongation of discotic liquid crystal strands and lubricant effects
在简要回顾了拉伸丝的物理性质及其力学性能之后,本文报道并讨论了小分子或聚合物的无序柱状相(六方相或层状柱状相)的股线伸长。的机械性能似乎是相关的长度相比,螺纹长度的分子列,而不是通常的相关长度。当短时,考虑到柱缠结,股线表现出相当的流体性质,甚至在宏观尺度上看起来像水。然后,高原-瑞利不稳定性很快打破线程。然而,流体动力学对象是柱而不是分子,粘度非常大。观察结果表明,柱状相的束是由细丝或原纤维组成的,实际上是分子柱的束。他们都解释了在天线或竹状股型材上观察到的凹槽和环。在拉伸一根线时,伸长应力最终超过塑性阈值,从而使柱状物和细丝断裂。裂纹,更确切地说,巨位错就这样形成了。他们通过不同的双折射颜色来改变股线的厚度。有趣的是,添加溶质可能会大大改变柱相的有效粘度及其机械性能。一些溶质如烷烃,表现出润滑和解缠结特性,而另一些如苯并菲,是相当抗润滑的。
2014-05-22 cond-mat.soft
Statistical Mechanics of Vacancy and Interstitial Strings in Hexagonal Columnar Crystals
柱状晶体含有空位/间隙环或空位串形式的缺陷,以及由柱状"头“和”尾“界定的杂质。这些缺陷串由柱状晶格定向,并且可以通过端部的移动和沿着长度形成扭结来改变尺寸和形状。因此,在定向生活聚合物方面的分析是适当的,以研究它们的大小和形状分布,体积分数等。如果横向波动的熵克服了弦线张力在结晶相,字符串增殖过渡发生,导致超固相。我们估计的流浪熵和检查的过渡制度的行为。我们还计算了数值的线张力的各种物种的空缺和magnitials在三角形晶格的幂律势,以及为修改后的贝塞尔函数列之间的相互作用的情况下发生的磁通线在II型超导体或长的聚电解质在离子溶液中。我们发现,中心间隙是最低的能量缺陷的一个非常广泛的相互作用,对称的空缺是首选的,只有非常短的相互作用范围。
1999-04-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective rearrangement at the onset of flow of a polycrystalline hexagonal columnar phase
蠕变实验多晶表面活性剂六方柱相显示出幂律制度,然后通过激烈的流化,然后达到最终的稳定流。流化时间与样品的剪切模量和施加的应力的缩放表明流动的开始涉及材料的大量重组。这是通过应力下的X射线散射与\textit{in situ}流变学实验相结合来证实的,该实验显示了在流动开始时所有微晶的集体重新取向。讨论了与非均质材料断裂的类比。
2006-12-19 cond-mat.soft
Using Deposition Rate and Substrate Temperature to Manipulate Liquid Crystal-like Order in a Vapor-deposited Hexagonal Columnar Glass
University of Wisconsin – Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校);Centre de Recherche Paul Pascal, CNRS & Université de Bordeaux(保罗·帕斯卡研究中心,法国国家科学研究中心与波尔多大学)
该研究利用速率-温度叠加(RTS)原理,通过沉积速率和衬底温度调控气相沉积的菲并苝酯六方柱状玻璃的类液晶有序结构,拓展了RTS在有机电子相关液晶形态的应用。
2026-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fractional hopping-type motion in columnar mesophase of semi-flexible rod-like particles
我们报道了在水溶液中液晶柱状状态下强相互作用的丝状fd病毒颗粒的单粒子动力学。从荧光显微镜,我们发现,罕见的,离散的事件发生,其中个别粒子从事突然,跳跃式运动沿主杆轴。的跳跃长度分布是双峰和集中在一半和全粒子长度。我们的布朗动力学模拟硬半柔性粒子模仿我们的实验,并表明,全长跳跃必须是由于集体动力学中,粒子在相邻列之间和之间的字符串一样的方式移动,而半跳跃出现作为一个结果,粒子移动到缺陷。我们发现,柱相的有限域结构强烈影响所观察到的动力学。
2013-06-23 cond-mat.soft
Structural Properties of the Sliding Columnar Phase in Layered Liquid Crystalline Systems
在适当的条件下,阳离子和中性脂质和DNA在水中的混合物凝聚成复合物,其中DNA链形成局部2D近晶晶格,以层状堆叠插入脂质双层膜之间。这些层状DNA-阳离子-脂质复合物原则上可以表现出多种平衡相,包括其中来自2D晶格的平行DNA链的柱状相,其中DNA链沿着共同方向排列但不表现出长程位置顺序的层状相,以及可能的新中间相,滑动柱状(SC)相,其特征在于,对于DNA晶格的相对位移,剪切模量为零,但是对于压缩这些晶格,剪切模量为非零。我们开发了一个模型,能够描述所有的阶段和它们之间的过渡,并用它来计算滑动柱状相的结构特性。我们计算位移和密度关联函数和X射线散射强度在这个阶段,并显示,特别是,在一个层内的密度相关性有一个不寻常的$\exp(- {\rm const.} \ln^2 r)$依赖于分离r。我们调查的SC相的稳定性相对于剪切耦合导致的柱状相和位错解绑导致的层状的结晶相。对于模型之间的相互作用只有最近的邻居飞机,我们得出结论,SC阶段是不稳定的。然而,层状相的关联函数在一定长度范围内表现出SC行为
2000-03-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Nonlinear Elasticity of the Sliding Columnar Phase
滑动柱状相是一种新的液晶相,由一个堆叠在另一个顶部的二维近晶晶格组成。这一阶段的特点是强取向,但在相邻层的晶格和滑动晶格相对于彼此的剪切模量为零之间的弱位置相关性。相的简化弹性理论只允许柱的层内波动,并且具有三个重要的弹性常数:压缩、旋转和弯曲模量,$B$、$K_y$和$K$。旋转不变理论包含非谐项,导致类似于近晶相液晶中弹性常数的Grinstein-Pelcovits重整化的弹性常数的长波长重整化。我们计算了这些重整化在临界尺寸$d=3$和发现,$K_y(q) \sim K^{1/2}(q) \sim B^{-1/3}(q) \sim (\ln(1/q))^{1/4}$,其中$q$是一个波数。在包含垂直于层的波动的模型中,$B$、$K_y$和$K$的行为与具有刚性层的简单模型的行为相同。我们使用维正则化,而不是硬截止重整化方案,因为模糊性出现在一个循环积分与有限的截止。
1998-05-22 cond-mat.soft
Molecular structure of the Discotic Liquid Crystalline Phase of Hexa-peri-Hexabenzocoronene/Oligothiophene Hybrid and their Charge Transport properties
本文用原子分子动力学模拟研究了Nan Hu等(N.胡河,巴西-地邵,Y. Shen,D. Chen,N. A. Clark和D. M.沃尔巴,副校长。26,2066,2014)。这种基于HBC核的LC相显示出具有电场响应行为,并且在有机电子学中具有重要的应用。我们的模拟结果证实了六方排列的柱状LC相的晶格间距一致,从小角度X射线衍射数据。我们还计算了各种位置和取向的关联函数来表征分子在柱状排列中的有序性。柱中的分子以25度的平均扭转排列,具有约5 μ m的平均分子间间隔。有趣的是,我们发现柱状轴和HBC核心之间的整体倾斜角为43度。我们还模拟了通过这种柱状相的电荷输运,并报告了这种液晶相的载流子迁移率的数值。载流子迁移率受柱中分子的扭转角和平均间距的强烈影响。
2015-10-10 cond-mat.soft physics.atm-clus physics.chem-ph
Helical buckling in columnar assemblies of soft discotic mesogens
我们调查的手性介观结构的出现在一维流体中的堆叠dispersed颗粒组成,并证明螺旋起伏自发产生的内部弹性应力。这些螺旋构象的稳定性源于长程软排斥和纳米孔限制之间的相互作用,这是天然存在于柱状液晶中的。使用一个简单的平均场论的基础上微观考虑,我们确定了通用的缩放表达式的典型屈曲半径和螺旋间距的组成粒子的密度和相互作用潜力的函数。
2015-04-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity-Dependent Self-assembly of Micro-Templated Chromonic Liquid Crystal Films
我们探索了在正方形晶格圆柱形微柱基底上形成的水性溶致变色液晶(LCLC)膜的微图案化指向矢结构。通过调节LCLC中间相和它们的弹性性质,经由干燥浓缩来操纵结构。向列型LCLC膜沿微柱晶格的对角线表现出优选的平行排列。柱状LCLC膜,从向列相干燥,形成两个不同的导演和缺陷配置:对角对齐的导演图案与局部正方形的缺陷,和非对角配置与锯齿形缺陷。这些状态的形成似乎与最初的薄膜的相对张开和弯曲自由能成本有关。所观察到的柱状和柱状配置的理解数值使用朗道-德Gennes自由能模型。在其他属性中,该工作提供了LC膜在柱状相和溶致LC膜中的准2D微图案化的第一个例子,并且它展示了通常难以通过体弹性特性对准的LCLC膜的对准和配置切换。
2014-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase-field-crystal model for liquid crystals
基于静态和动态的密度泛函理论,导出了一个包含平移密度和取向度以及局域指向矢场的相场晶体模型.该模型表现出稳定的各向同性,结晶,近晶A,柱状,塑性结晶和取向有序的结晶相。在动力学方面,平移密度是一个守恒的序参量,而取向序是不守恒的。所导出的相场晶体模型可以有效地数值研究液晶中的各种非平衡情况。
2010-06-28 cond-mat.soft
Dynamical properties of heterogeneous nucleation of parallel hard squares
我们使用动态密度泛函形式主义和基本测量理论,适用于平行的硬广场的流体,研究非均匀相的柱状和结晶对称性的非均匀生长的动力学。硬正方形(i)被限制在具有正方形对称性的软排斥壁之间,或者(ii)暴露于模仿具有圆形,正方形,矩形或三角形对称性的障碍物的存在的外部电势。对于第一种情况下,最终的平衡分布的一个良好的膨胀腔由一个晶体相,高度本地化的颗粒在同心的正方形层的节点处的一个轻微变形的正方形晶格。我们通过量化层间和层内通量以及前者的非单调性、饱和时间和其他动力学量来表征晶相的生长动力学。层间通量在时间上更加单调,并且对于不好的膨胀腔占主导地位,而对于良好膨胀的细胞则相反:虽然较小,但层间通量的时间演变要复杂得多,呈现出强烈的阻尼振荡,这大大增加了饱和时间。我们还研究了障碍物的几何形状如何影响最终平衡非均匀相(柱状与晶体)的对称性。对于具有四重对称性(圆形和正方形)的障碍物,晶体更稳定,而对于没有这种对称性(矩形或三角形)的障碍物,柱状相稳定。我们发现,在一般情况下,柱状对称的密度波生长的障碍。然而,额外的粒子本地化沿波前产生的晶体结构,这是保守的圆形和方形的障碍,但破坏的其他两个障碍,其中柱状对称性恢复。
2017-08-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Liquid Crystal Model of Viral DNA Encapsidation
开发并测试了二十面体噬菌体病毒的液晶连续体建模框架。该模型的主要假设是封闭的DNA的有色柱状六边形结构,高抗弯曲性和相变从固体到类流体状态的浓度在感染过程中减少的DNA衣壳。该模型预测了衣壳内的渗透压和DNA的弹射力以及衣壳中心各向同性体积的大小。模型的扩展进行了讨论。
2017-12-02 cond-mat.soft
Multiple glassy dynamics of a homologous series of triphenylene-based columnar liquid crystals -- A study by broadband dielectric spectroscopy and advanced calorimetry
由芳族苯并菲核和烷基侧链组成的六(n-烷氧基)苯并菲(HATn)是形成柱状中间相的模型离散液晶(DLC)系统。在中间相中,HATn分子自组装成柱,其具有沿柱的一维高载流子迁移率。本文采用差示扫描量热法(DSC)、宽带介电谱(BDS)、快速扫描量热法(FSC)和比热谱(SHS)等先进的量热技术,对不同烷基链长度(n = 5,6,8,10,12)的HATn系列同系物进行了研究。利用DSC实验对相行为进行了研究,揭示了烷基链长对相行为的影响。通过介电研究探测分子的迁移率,一个$γ$-松弛由于本地化的波动,以及两个玻璃态动力学的$α$核心和$α$烷基松弛观察到的温度范围内的塑性结晶相。此外,所观察到的玻璃态动力学进一步研究采用先进的量热法。所有观察到的弛豫过程归因于可能的特定分子的波动,并详细讨论。结果表明,随着烷基链长度的增加,在n = 8时,体系从刚性约束(n = 5,6)向较软体系(n = 10,12)转变。一个聚乙烯一样的行为的烷基链在柱间域和自组织限制的两个竞争效应的平衡讨论的背景下,受阻的玻璃化转变。
2022-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Self-assembly in Lyotropic Chromonic Liquid Crystals
我们已经开发了一类理想化的有色分子的模型,这些有色分子在水中是可混溶的,但是它们可以形成聚集体,这些聚集体又组织成溶致液晶(LC)相。本文用蒙特卡罗模拟方法研究了水分子和模型色分子的浓度和分子形状对中间相性质的影响。我们还计算了自由能与形成的有色柱状聚集伞采样。我们的自由能计算帮助我们验证等键行为,这是显色系统的特点。对于等键行为,每个有色分子的柱状聚集体的加入伴随着一个恒定的自由能增量和净自由能随柱长度的增加而降低。
2001-07-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chirality in Liquid Crystals: from Microscopic Origins to Macroscopic Structure
分子手性导致了各种各样的平衡结构,从简单的结晶相到扭曲的晶界相,它是像铁电液晶这样有趣的和技术上重要的材料的原因。本文综述了近年来我们对单个分子的手性几何与决定宏观手性结构的重要唯象参数之间关系的理解的一些进展。然后,它将考虑在柱状系统的手征结构,并提出了一个新的平衡相组成的一个规则的晶格扭曲的绳索。
1997-10-31 cond-mat.soft
Orientational relaxation in a discotic liquid crystal
采用分子动力学模拟方法,从高温各向同性相出发,沿两条等压线研究了由盘状分子组成的离散液晶模型的取向弛豫。两个等压线是这样选择的:(A)沿其中一个冷却时出现各向同性(I)-柱状(N)-柱状(C)的相序,(B)沿另一个冷却时出现各向同性(I)-柱状(C)的相序。虽然在系统(A)中I-N相变附近的各向同性相中的取向弛豫在短时间到中间时间显示出幂律衰减,但是在系统(B)中I-C相边界附近的各向同性相中没有观察到这种幂律弛豫。为了理解这种差异(幂律衰减的存在或不存在),我们计算了I-N相边界附近和I-C相边界附近的取向对分布函数(OPDF)的增长。我们发现,在I-N-C系统(A)中,随着I-N相界的接近,OPDF的长程关联有明显的增长,而在I-C系统中,这种增长并不存在,这似乎与I-N系统的I-N相变是弱的一级相变而I-C系统的I-C相变并不弱的结果相一致。当系统稳定到相变阶段时,单粒子二级取向OTCF的衰减遵循与棒状液晶和过冷分子液体所观察到的模式相似的模式。
2007-03-08 cond-mat.soft
Phase behavior of parallel hard cylinders
我们测试的性能最近提出的基本措施的密度泛函排列硬圆柱体通过计算这些颗粒的单分散流体的相图。我们考虑所有可能的液晶对称性,即双晶,近晶和柱状,以及结晶相。为此,我们引入了高斯参数化的密度分布,并使用它来最小化数值的功能。我们还确定,从均匀流体的结构因子的解析表达式,从近晶相和柱状相的分叉点。状态方程,从功能最小化,得到比较可用的蒙特卡罗模拟。在描述非均匀相时,两者的一致性很好,接近完美。发现柱状相相对于近晶相或晶体相是亚稳态的,其自由能虽然非常接近于稳定相的自由能。这一结果证明了在一些模拟中观察到的柱状相的稳定性窗口,其随着系统尺寸的增加而消失。理论和模拟之间唯一重要的偏差出现在向列相-近晶相转变的位置。这是描述均匀相的任何基本测度泛函的共同缺点,其精确度与标度粒子理论相同。
2008-04-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behavior and structure of colloidal bowl-shaped particles: simulations
我们利用计算机模拟研究了碗状粒子的相行为。实验发现这些颗粒形成亚稳定的蠕虫状流体相,其中碗状颗粒具有彼此堆叠的强烈倾向[M.Marechal等人,Nano Letters 10,1907(2010)]。在这项工作中,我们表明,从低密度流体的蠕虫状相的过渡状态方程有一个有趣的效果。模拟结果还表明,蠕虫状的流体相自发地转化为柱状相碗是足够深。此外,我们描述的相行为,从自由能计算采用蒙特卡罗模拟。对于从无限薄的碗到令人惊讶的浅碗的碗形状,柱状相是稳定的。除了一个大的区域的稳定的柱状相,相图功能四个新的晶相和一个区域,稳定的流体包含蠕虫状堆栈。
2010-07-01 cond-mat.soft
Smectic and columnar ordering in length-polydisperse fluids of parallel hard cylinders
应用最近提出的基于Rosenfeld基本测度理论的平行硬柱混合物的密度泛函,研究了长度多分散性对近晶相和柱状相液晶相之间相对稳定性的影响,导出了直接关联函数的表达式,并利用它进行了分岔分析.我们比较的结果与第二和第三维里近似这个功能。所有三个近似导致相同的结论:有一个终端多分散性超过近晶相是不太稳定的柱状相。这一结果与以前的蒙特卡罗模拟进行的自由旋转的长度多分散的硬spherocylinder流体,虽然理论总是高估了终端的多分散性,因为向列相-柱状相变是一阶的,并表现出广泛的共存间隙。这两个基本措施的功能和第三维里近似,预测亚稳态向列相分离。相反,根据第二维里近似,这种分层可能在多分散性的高值下是稳定的,这在模拟和实验中都没有观察到。基本测度泛函的结果在定量上优于其他两种近似。因此,该函数提供了一个很有前途的路线,以绘制出该系统的完整相图。
2009-05-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quantized Self-Assembly of Discotic Rings in a Liquid Crystal Confined in Nanopores
具有芳香族核的类芳香族分子自发地堆积在线性柱中,沿着柱轴具有高的一维载流子迁移率,使其成为功能性自组织物质的突出模型系统。我们通过高分辨率的光学双折射和基于同步加速器的X射线衍射表明,将热致性分散液晶限制在圆柱形纳米孔中会导致由同心圆弯曲柱组成的环形层的量子化形成,这在体状态下是未知的。从壁开始,该环自组装逐层传播到块体各向同性柱状过渡的过冷域中的孔中心,从而允许通过小的温度变化可逆地打开和关闭单个纳米级环。通过建立一个吉布斯自由能相图,我们跟踪的相变量子化的离散层的多余的弯曲变形能相比,热能,即使对于这个接近室温的系统。蒙特卡罗模拟得到的空间分辨的有序序参量、密度图和键形成序参量证实了约束诱导的柱状环形成的普遍性和鲁棒性以及它的量化性质。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Suppression of crystalline fluctuations by competing structures in a supercooled liquid
我们提出了一个几何表征的无定形液体结构,抑制结晶竞争本地与结晶顺序。为此目的,我们介绍了一种液体的晶体亲和力,一个简单的措施,其倾向于积累局部结晶结构冷却。这个量是明确相关的高温结构的协方差之间的局部波动的晶体顺序和竞争的液体结构:有利于一个结构,由于差的重叠性能,与晶体顺序的相关性降低了液体的亲和力。使用晶格模型的液体,我们表明,这个量成功地预测液体的趋势,无论是积累或抑制局部结晶波动,增加过冷。我们表明,晶体亲和力强烈相关的晶体成核速率和低温液体的晶体-液体界面自由能,使我们的理论的预测工具,以确定容易无定形结构增强玻璃形成能力。
2017-06-19 cond-mat.soft
Liquid crystals and their defects
这些课堂讲稿讨论了液晶的经典模型,以及根据不同模型描述缺陷的不同方法。
2017-09-12 cond-mat.soft
Mathematics and liquid crystals
本文综述了有关液晶的一些数学贡献、思想和问题。
2017-04-02 cond-mat.soft
How Real are Liquid Groundstates? Ultra-Fast Crystal Growth and the Susceptibility of Energy Minima in Liquids
我们计算的程度,在液体中的局部基态的最终结构是一个功能的扰动势的强度在能量最小化。这种结构的敏感性被证明与所观察到的倾向的液体相邻的晶体界面表现出结晶基态,一个功能,已被强烈地链接到观察超快速晶体生长在纯金属和离子熔体。结果表明,随着原子间相互作用势的软化,结构极化率显著增加。
2021-04-09 cond-mat.soft
Crystals and liquid crystals confined to curved geometries
本文介绍了二维晶体和曲面上的非线性液晶的弹性理论,这些有序相中拓扑缺陷(向错、位错和褶皱)的能量学,以及缺陷与曲率的相互作用。本章最后介绍了两种情况下的三维三维非线性相位局限于空间与弯曲的边界,即一个环面和一个球壳。
2014-01-20 cond-mat.soft
Theory of defect motion in 2D passive and active nematic liquid crystals
拓扑缺陷的运动是所有液晶动力学的一个重要特征,在活性液晶中尤为突出。理解缺陷运动是一个具有挑战性的理论问题,因为取向顺序的动力学与流体的回流耦合,并且因为液晶具有几个不同的粘度系数。在这里,我们提出了一个粗粒度的,变分的方法,它描述了有效的粒子缺陷的运动。“对于被动液晶,该理论显示了阻力如何取决于缺陷取向,并显示了平移和旋转运动之间的耦合。对于活性液晶,该理论提供了另一种方法来描述由活性系数引起的运动。
2018-11-19 cond-mat.soft
Photoalignment at the nematic liquid crystal - polymer interface: the importance of the liquid crystalline molecular structure
实验研究了液晶分子结构对液晶-聚合物界面光取向过程的影响。已经考虑了在刚性核中仅具有苯基或环己烷环的NLC,以及含有苯基和环己烷基团的NLC。已经发现在光取向过程中的NLC的分子结构的依赖性的实质性差异,支持的假设,即聚合物- NLC接口应被视为一个耦合系统,其中两个组件相互影响对方。一个现象学的解释所观察到的差异。
2020-03-30 cond-mat.soft
Vapour-Liquid equilibrium and low-temperature liquid-crystal phase diagram of discotic colloids
本文利用 Monte Carlo 模拟研究 Kihara 势盘状胶体的低温相图与气液共存,揭示长径比对共存温度、密度范围及向列相、新型层状相等中间相序列的影响。
2024-10-28 cond-mat.soft
Fluctuation-induced Non-equilibrium Transition in a Liquid-Crystal Metastable System
本文的研究研究朗之万动力学允许液晶和热环境之间的能量交换。这种动力学导致了液晶运动的涨落和耗散行为,从而驱动系统向非平衡演化过程发展。特别地,对于液晶亚稳态系统的操作,波动可以允许相对于能量势垒的激发(非平衡)过渡到全局稳定状态。本文以液晶π组态为例,统计研究了非平衡亚稳跃迁,并给出了跃迁时间与涨落关联的关系。
2010-11-14 cond-mat.soft
Derivation of a three-dimensional phase-field-crystal model for liquid crystals from density functional theory
利用密度泛函理论中的广义序参量梯度展开,我们导出了三维空间中由非极性粒子组成的液晶的相场晶体模型。平移密度和取向方向和有序度都被作为序参量。不同的条款,涉及梯度的序参量在所得的自由能泛函相比,宏观金斯堡-朗道的方法,以及流体动力学描述液晶。我们的方法提供了微观表达式的所有前因子的粒子相互作用。我们的相场晶体模型概括了传统的相场晶体模型的球形粒子的取向度的自由度,并可以作为一个出发点,探索各种液晶相的相变和接口。
2010-07-09 cond-mat.soft
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。
2015-07-16 cond-mat.soft
The ground state and the character of the interaction between a colloidal particles in a liquid crystals
本文提出了测定不同液晶中胶体粒子间相互作用性质的一般方法。这种方法的主要思想是把胶体粒子看作指向矢场的基态可能变形的来源。液晶的基态限制了可能的变形,从而决定了胶体粒子之间相互作用的性质。在此基础上,预测了胆甾相液晶中偶极粒子间的类库仑相互作用以及近晶液晶中这种相互作用性质的变化。
2013-11-08 cond-mat.soft
Colloidal Particles at Chiral Liquid Crystal Interfaces
在两种流体之间的界面处捕获的胶体颗粒可以形成各种不同的结构。用液晶代替其中一种流体增加了相互作用的复杂性,并导致更大范围的可能结构。当胶体粒子与液晶相中的缺陷相互作用时,新的行为出现了。在这里,我们讨论的胶体在各向同性界面的模板。
2014-03-19 cond-mat.soft
Microrheology in tumbling nematics of 8CB liquid crystals
采用粒子跟踪法研究了8CB液晶中的被动微流变学,重新定义了液晶中双折射指向矢取向的进动运动。讨论了零剪切条件下存在团簇时翻滚指向矢的物理起源。不同的结构性质(纯的结晶相,presmectic(近晶C和近晶A簇))区分与$G'$对$ω$在8 CB液晶结晶相的特征依赖性。此外,动态粘度观察到平行和垂直分量之间的交叉作为近晶A相的接近。
2015-04-01 cond-mat.soft
Complex chiral columns made of achiral quinoxaline derivatives with semi-flexible cores
具有半柔性核的喹喔啉衍生物介晶材料被报道可以在柱状六方相下形成具有大晶胞和Fddd对称性的新型三维柱状结构。三维柱状结构是由相反手性的螺旋柱排列成三角形晶格所施加的挫折的结果。所研究的材料具有荧光性质,可以很容易地通过改变分子结构来调节,具有扩展的π电子共轭系统的化合物形成聚集体,荧光被猝灭。对于具有柔性结构的分子,荧光量子产率达到25%。另一方面,具有更刚性的介晶核的化合物,其荧光被抑制,显示出强的空穴光电流。对于一些材料,还观察到双极性:空穴和电子转移。
2021-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shape Changes of Liquid Crystal Elastomers Swollen by Low Molecular Weight Liquid Crystal Drops
研究低分子量液晶液滴溶胀LCE薄膜引发的形变,揭示指向矢排布与扩散方向对帽形、拱形及复杂弯曲形状的调控机制,并实现最高30倍提升力的持久致动。
2025-02-14 cond-mat.soft
Surface Anchoring Energy of Cholesteric Liquid Crystals
本文提出了一个适用于胆甾相液晶的表面能表达式。我们发现,存在一个对称性允许项的手性向列,不出现在传统的Rapini-Papoular表面能的形式。我们讨论了这个新的表面锚定项的一些后果。
2019-07-19 cond-mat.soft
Planar photonic crystals for express analysis of liquids
将基于双平面光子晶体的超材料应用于液体快速分析实验。超材料工作在大约9.5GHz的频率,并且具有小尺寸。实验表明,当容器中的液体处于两个光子晶体界面处的共振区时,透射系数共振峰的参数发生了变化。实验结果表明,不同的液体具有不同的特性,即反Q因子和共振峰的共振频率与光子晶体界面到液体容器的距离的依赖关系,这种依赖关系导致了这种液体的一对一识别。因此,实验证明了通过使用基于两个平面光子晶体的超材料对容器中的液体进行快速分析的能力。
2016-12-22 cond-mat.soft
Stability of smectic phases in hard-rod mixtures
用密度泛函理论分析了不同长度和直径的硬棒二元混合物的相行为。以前的研究表明,这些混合物的近晶相分离,并在某些情况下,形成微偏析相的强烈趋势。在目前的工作中,我们的重点是在一些研究中,在一些近似下,已被证明成为结晶前的结晶稳定的柱状相的形成。具体来说,我们专注于近晶相和柱状相之间的相对稳定性,在以前的工作中没有完全解决的问题。我们的分析是基于两个互补的观点:一方面,一个扩展的Onsager理论,其中包括完整的取向自由度,但空间和取向的相关性被近似处理的方式;另一方面,我们在硬平行六面体上建立了基本测度理论的Zwanzig近似,由此定向被限制为仅沿着三个相互正交的轴,但是相关性被忠实地表示。在后一种情况下,新的,完整的相图包含区域的液晶相的稳定计算。我们的研究结果表明,限制取向近似增强了稳定的柱状相,以抢占近晶秩序完全,而在扩展的Onsager模型的框架下,考虑到充分的取向自由度,柱状相可能抢占了大区域的近晶稳定在一些混合物,但一些近晶秩序仍然存在。
2005-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-uniform liquid--crystalline phases of parallel hard rod-shaped particles: From ellipsoids to cylinders
在这篇文章中,我们考虑系统的平行硬{ \it superellipsoids},它可以被看作是一个可能的插值椭球之间的旋转和圆柱。超椭圆体的特征在于纵横比和考虑几何形状的指数$α$(形状参数),其中$α=1$对应于旋转椭球,而$α=\infty$是圆柱体的极限。众所周知,虽然硬平行圆柱体表现出近晶相、近晶相和固相,但硬平行椭圆体不稳定近晶相,随着密度增加,近晶相直接转化为固体。我们使用计算机模拟来寻找证据,对于$α\geα_c$,其中$α_c$是一个临界值,模拟估计在区间1.2- 1.3,近晶相是稳定的。这是令人惊讶的接近椭圆的情况。此外,我们使用的密度泛函的方法,基于帕森斯-李近似,描述近晶和柱状订购。结合晶相的自由体积理论,预测了理论相图。虽然一些定性的特点,如近晶稳定性的提高,增加$α$,并可能缺乏一个稳定的柱状相,是正确的,共存密度的精确位置是定量不正确的。
2008-02-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid crystalline phases and demixing in binary mixtures of shape-anisometric colloids
本文建立了一个由棒状、片状和球形颗粒组成的二元混合物的形状不等轴颗粒嵌入立方晶格的理论模型。该模型的目的是提供一个工具,在各种液晶胶体,生物和大分子系统的复杂相行为的预测和解释。引入颗粒之间的排斥相互作用,获得了丰富多样的相结构和多相平衡,包括各向同性相、层状相、层状相和柱状相,分层成相同或不同对称性的相,以及同一相中不同种类的混合物的结构显微偏析。
2010-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid crystal phases with unusual structures and physical properties formed by acute-angle bent-core molecules
由具有1,7萘中心核的锐角α-核(ABC)分子形成的液晶显示出有趣的相行为,其中α-相伴随着知之甚少的附加相。在这项工作中,我们的ABC材料的物理特性,如双折射,介电常数,弹性常数和表面排列,目前的X-射线衍射和透射电子显微镜研究他们的订单。ABC分子形状类似于字母$λ$,在单轴取向相中产生非常小的张开弹性常数,并导致形成由具有均匀单轴指向矢的分子柱组成的四轴位置有序的柱状相,该指向矢可以弯曲但不张开。
2020-08-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
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
Soft Elasticity in Nematic Liquid-Crystal Networks
液晶网络由耦合到液晶分子的弱交联聚合物组成。所得混杂体系具有丰富的弹性性能。我们发展了一个相场模型来描述六角液晶网络的力学性质。六方液晶网络被发现有软剪切变形。的弹性性能进行了预测分析,并证实了数值模拟。此外,该模型还包括非线性弹性和位错或向错。
2008-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometry of Liquid Crystals and the alignment of HIV-1 virus helical filaments
本文介绍了液晶作为HIV螺旋丝探测器的几何结构。
2007-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
How a Supercooled Liquid Borrows Structure from the Crystal
使用计算机模拟,我们建立了一个过冷的二元原子液体混合物的结构由共同的邻居结构类似于那些发现在平衡晶体相,Laves结构。尽管大量积累的晶体状结构,我们建立的过冷液体代表一个真正的亚稳液体,液体可以借用晶体结构而不被破坏。我们认为,这一特点是否可能是起源的所有情况下的液体的强烈青睐的本地结构。
2020-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
James Fergason, a Pioneer in Advancing of Liquid Crystal Technology
James Lee Fergason(1934 - 2008)的研究重点是液晶。他的研究对应于软物质科学和液晶技术历史的相关部分。这里讨论他的一些研究。
2013-10-28 cond-mat.soft physics.hist-ph
Thermotropic Orientational Order of Discotic Liquid Crystals in Nanochannels: An Optical Polarimetry Study and a Landau-de Gennes Analysis
基于芘衍生物的分散液晶的取向顺序的光学偏振测量,并限制在作为温度、通道半径(3 - 22 nm)和表面化学的函数的单片介孔氧化铝、二氧化硅和硅的平行排列的纳米通道中,揭示了径向和轴向柱状顺序的竞争。相对于本体中的不连续转变,受限体系的取向序参量的演化是连续的。对于大于10 nm的通道半径,我们建议几个,替代的缺陷结构,这是兼容的集体分子取向的光学实验在这里,并与平移,径向柱状顺序在以前的衍射研究报告。对于较小的通道半径,我们的观察结果可以半定量地描述的Landau-de Gennes模型的径向有序列(受弹性张开变形),共存于一个取向无序,各向同性的核心的一个无规壳。对于这些结构,圆柱形的相边界被预测为移动从通道壁的通道中心时,冷却,反之亦然,加热时,根据观察到的显着的冷却/加热temperases和缩放行为的转变温度与通道直径。实验提示的paranematic状态的情况下是一致的双二次耦合的张开变形的序参量。
2015-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft