Liquid crystal self-assembly of upconversion nanorods enriched by depletion forces for mesostructured material preparation
已知单分散棒状胶体颗粒自发地形成双相和近晶相液晶相，但是它们的自组装通常从基本软凝聚态物理的角度来利用。在这里，我们证明，由右旋糖酐和表面活性剂等非吸附聚合物驱动的耗尽相互作用可用于将光子上转换纳米棒的自组织丰富为取向有序的向列型和近晶状膜胶体超结构。我们研究了热力学相图，并展示了随后的复合材料所表现出的偏振相关的光子上转换，这是由固体纳米结构的独特性质和液晶自组织所实现的长程有序的叠加而产生的。最后，我们讨论了我们的方法，利用自组装由于空间和静电相互作用，以及吸引力耗尽力，可以使技术使用的溶致胶体液晶和介观结构复合材料，使他们能够，即使当他们形成的各向异性纳米粒子具有相对较小的纵横比。
2017-12-28 cond-mat.soft
Hybrid Nanocomposites with Tunable Alignment of the Magnetic Nanorod Filler
对于许多重要的应用，聚合物-各向异性颗粒纳米复合材料的性能强烈地依赖于纳米颗粒的取向。利用针铁矿（α-FeOOH）纳米棒独特的磁性，我们制备了针铁矿-聚甲基丙烯酸羟乙酯纳米复合材料，其中纳米棒的取向方向和取向水平可以通过简单地调节聚合过程中施加的磁场强度来调节。由于颗粒体积分数保持较低（1-5.5体积%），我们使用由各向同性相中的场诱导的取向顺序，而不是无规相的自发取向顺序。在最强的字段值（高达1.5 T），颗粒表现出几乎完美的反电磁对齐，如通过光学双折射和小角度X射线散射测量。这两种技术的结果是非常好的协议，验证使用双折射测量的取向顺序的程度进行量化。我们还表明，在各向同性悬浮液中的字段引起的秩序被保存在最终的材料场去除后。这项工作说明了兴趣，对于这样的问题，考虑在各向同性相的各向异性纳米粒子的场诱导的对齐，一种方法，是有效的，在低填料含量，避免了需要控制的织构，并允许调谐的取向水平的颗粒在将简单地通过调整场强。
2015-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Short-range dynamics of a nematic liquid-crystalline phase
使用X射线光子相关光谱，我们研究了纳米棒悬浮液的纳米相的动力学。垂直于指向矢的平面内的集体扩散系数随波矢的变化而急剧变化。结合的结构因子和扩散系数，我们发现，相的流体动力学函数减少了10倍以上，当从长度尺度相当的颗粒间距离向更大的值。因此，集体动力学的α相的经验强大的和规模依赖的放缓，与各向同性悬浮液的细长杆或球形颗粒。
2015-04-06 cond-mat.soft
Tuning and Switching a Plasmonic Quantum Dot Sandwich in a Nematic Line Defect
我们研究了在两个等离子体纳米棒之间可控地夹着单个半导体核/壳量子点所产生的量子力学效应。控制的位置和夹层限制结构是通过使用线性陷阱，液晶线缺陷和激光镊子，推动三明治在一起。这种安排允许激子等离子体相互作用的研究在一个单一的结构，不受系综效应或介电界面的复杂性。我们证明了等离子体限制对量子点的光子反聚束行为及其发光寿命的影响。当纳米棒远离量子点时，量子点表现为单个发射体，但当紧密地限制在等离子体夹层中时，显示出可能的多激子发射和显著降低的寿命。这些发现表明，液晶缺陷，结合激光镊子，使一个多功能的平台，研究等离子体耦合现象在纳米级实验室，其中所有的元素可以安排几乎随意。
2017-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Mesostructured composite materials with electrically tunable upconversion properties
将固体纳米粒子独特的光学和电子学性质与软物质的长程有序性和对外界弱刺激的响应相结合，是设计具有新颖物理行为的介观结构材料的一个很有前途的途径。在这里，我们设计，实际实现，并表征定向有序的棒状上转换纳米粒子的非液晶分散体。通过表面功能化定义的颗粒表面上的边界条件促进分散的棒状纳米颗粒的自发单向自对准，其机械地耦合到热致液晶基质的分子有序方向。当主体在约1V的低电压下电切换时，纳米棒旋转，产生复合材料的可调谐上转换和偏振发光特性。我们表征光谱和偏振依赖性，解释它们通过调用模型的电开关和上转换依赖于纳米棒的晶体基质，并讨论潜在的实际用途。
2017-01-17 cond-mat.soft
Magnetic Nanorods Confined in a Lamellar Lyotropic Phase
非离子表面活性剂C $_{12}$ EO $_5$的稀层状相掺杂有针铁矿（氧化铁）纳米棒，最高达5体积%的分数。夹杂物和主机相之间的相互作用进行了研究，通过偏光显微镜（有或没有施加磁场）和小角度X射线散射。我们发现，当纳米棒的取向被修改使用的磁场，纹理的层状相的变化相应的，因此可以诱导一个垂直平面的重取向转变。另一方面，层状相诱导纳米棒之间的吸引相互作用。在更集中的层状相（在更强的约束下）中，颗粒形成聚集体。这种行为是没有遇到一个类似的系统与球形粒子掺杂，强调粒子形状的掺杂粒子和主相之间的相互作用的作用。
2015-04-11 cond-mat.soft
Forced- and Self-Rotation of Magnetic Nanorods Assembly at the Cell Membrane: A Biomagnetic Torsion Pendulum
为了深入了解各向异性纳米物体如何与活细胞膜相互作用，并可能自组装，我们通过在磁场下在聚合物基质内组装氧化铁纳米立方体来设计平均尺寸约为100 nm x 1 $μ$ m的磁性纳米棒。然后，我们探讨了在旋转磁场的影响下，在细胞膜的纳米生物界面。我们观察到纳米棒与膜交织在一起的复杂结构。出乎意料的是，在磁旋转刺激后，所产生的macrorods能够自由旋转多次旋转，揭示了生物磁扭摆的创造。
2018-07-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
Emergence of Biaxiality in Nematic Liquid Crystals with Magnetic Inclusions: Some Theoretical Insights
自20世纪70年代预测液晶中的双轴相以来，几十年来一直难以捉摸。Liu等人[PNAS 113，10479（2016）]在具有磁性纳米颗粒（MNP）的液晶介质中实现了最近的实验突破。他们利用偶极和磁致伸缩相互作用的不同长度尺度来获得平衡态，其中磁矩与磁致伸缩指向矢成一定角度。这种倾斜为双组分体系的取向有序性或双轴性引入了第二个独特的方向。使用粗粒度的金-朗道自由能模型的磁和磁场，我们提供了一个理论框架，允许操纵的形态和定量估计的双轴顺序。
2022-10-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometric percolation of hard nanorods: the interplay of spontaneous and externally induced uniaxial particle alignment
本文研究了在外加取向场作用下，细长硬胶体颗粒在液体分散体系中的几何逾渗现象。在纳米复合材料的配制和液态加工中，通过诸如电场、磁场或流场的外部场使颗粒对齐实际上是不可避免的，并且通常不利于大的纳米颗粒网络的出现。使用连续渗流理论结合Onsager理论，我们调查如何外部诱导的排列和单轴对称相的自发对称性破缺之间的相互作用影响纳米颗粒分散体内的团簇形成。众所周知，通过密度增加或外部场来增强颗粒排列可能导致已经扩散的网络的破坏。因此，渗流可以仅限于相图的一个小区域。在这里，我们证明了这种“渗流岛”在相图中的存在和形状至关重要地取决于连接长度-一个临界距离定义相邻粒子之间的直接连接。这种渗透岛的变形会导致特殊的再进入效应，其中系统跨越网络的形成和破裂随着颗粒密度的增加而多次。
2019-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Propulsion and energetics of a minimal magnetic microswimmer
在这篇手稿中，我们描述了实现一个最小的混合微游泳，由一个铁磁纳米棒和一个顺磁性微球。当施加摆动磁场时，在水中推动无界对，该摆动磁场引起两个组成元素的周期性相对运动，其中纳米棒在顺磁球的表面上旋转和滑动。当结合在一起时，旋转和滑动的过程描述了参数空间中的有限区域，该区域随着所施加的场的频率而增加。我们开发了一种理论方法，并将其与数值模拟相结合，这使我们能够了解螺旋桨的动力学并解释实验观察结果。此外，我们证明了通过改变纳米棒的长度，如模型所预测的那样，微型游泳者速度的逆转。最后，我们确定理论和实验中的莱特希尔的能量效率的这种最小的磁性微型游泳者。
2020-07-06 cond-mat.soft
Semi-soft Nematic Elastomers and Nematics in Crossed Electric and Magnetic Fields
具有锁定各向异性方向的向列型弹性体表现出半软弹性响应，其特征在于应力-应变曲线中的平台，其中应力不随应变变化。我们计算的全球相图的极小模型，这是相当于一个描述一个在交叉电场和磁场，并表明，半软行为与对称性破缺双轴相，它持续到超临界状态。我们还考虑了超越极小模型的推广，并发现了类似的结果。
2007-05-11 cond-mat.soft
The Expansion in Width for Domain Walls in Nematic Liquid Crystals in External Magnetic Field
将改进的宽度膨胀法应用于单轴双相液晶在外加磁场中的弯曲畴壁。在本文中，我们集中在相同的弹性常数的情况。我们得到了指向矢场的近似形式，直到磁相干长度的二阶。
1998-11-30 cond-mat.soft
A theory of magneto-elastic nanorods obtained through rigorous dimension reduction
从纤维增强磁性弹性体的磁弹性的二维理论出发，我们进行了严格的降维推导出一个杆模型，描述了一个薄的磁弹性带进行平面变形。该理论的主要特点如下：磁弹性相互作用能，表现出自己通过一个分布的扭矩;惩罚项，防止局部相互渗透的物质;正则化，依赖于第二梯度的变形和模型微观结构引起的尺寸效应。作为一个应用程序，我们研究了一个问题，涉及磁致屈曲，我们表明，在发病时的不稳定性增加的字段的强度，如果杆的长度减少。最后，我们通过数值模拟来评估推导模型的准确性，在某些特殊情况下，我们比较了二维和一维理论，并观察到非常好的一致性。
2021-08-16 cond-mat.soft math.AP
Magnetic Nanoparticles in a Nematic Channel: A One-Dimensional Study
我们研究了一个铁磁悬浮液或悬浮的磁性纳米粒子在各向异性介质中，在三个不同的一维变分设置，有序的复杂性增加。这三个模型的特点是由一个能量，磁能和磁-磁耦合能量和实验观察到的图案建模为局部或全局能量最小。在我们的模型中，我们数值观察到弱到中等磁致伸缩耦合的具有不同磁化状态的多畴。我们证明了这些多结构域通过降低温度而稳定（如Mertelj等人，2013），并且多畴结构随着磁-磁耦合的增加而失去稳定性。一些精确的解决方案原型的情况下也得到了。
2018-09-12 cond-mat.soft
Influence of the Anisometry of Magnetic Particles on the Isotropic-Nematic Phase Transition
研究了磁性粒子形状各向异性对4-（反式-4-正己基环己基）-异硫氰酸苯（6CHBT）液晶铁试剂的各向同性-均相变的影响。该液晶掺杂有不同尺寸和体积浓度的球形或棒状磁性颗粒。通过偏光显微镜和电容测量观察到了从各向同性到立方相的相变。论证了磁性粒子的浓度和形状各向异性对液晶各向同性-双相变的影响。结果与最近的理论预测非常一致。
2014-09-05 cond-mat.soft
Anomalous increase in nematic-isotropic transition temperature in dimer molecules induced by magnetic field
我们测定了三种不同热致液晶二聚体的向列-各向同性转变温度随外加磁场的变化。这些分子由两个刚性棒状部分组成，它们通过具有奇数个亚甲基的柔性间隔基首尾相连。它们表现出前所未有的磁场增强的三个数量级的转变温度增加了高达15 K时，受到22 T的磁场。这种增加是由磁场引起的连接刚性介晶单元的二聚体的脂肪族间隔基的平均弯曲角的减小引起的。
2016-01-29 cond-mat.soft
Phase behaviour of binary mixtures of diamagnetic colloidal platelets in an external magnetic field
利用基本测度密度泛函理论研究了厚度为零的圆片晶二元混合物中的平行线-向列相和向列相共存。外部磁场诱导单轴排列，并以与血小板面积成比例的强度作用于血小板。当粒径比λ =1.5时，体系表现为平行-平行共存。当λ =2时，在上临界点和平行线-双折射-双折射三相点之间，也会发生两种具有不同成分的双折射态的分层。随着电场强度的增加，共存区逐渐缩小。在足够高的场强下，在双临界点以上，系统出现不相容性的闭环，相共存消失。对于λ =2.5，除了平行线-平行线共存之外，还存在向列线-平行线共存，其持续存在并且因此不终止于临界点。部分取向序参量沿双节点强烈变化的组合物和连接时，每个物种的封闭回路的不相容性，在相应的相图顺利。
2011-04-20 cond-mat.soft
Evolution of nematic and ferromagnetic ordering in suspensions of magnetic nanoplatelets
磁性纳米片在各向同性溶剂中的悬浮液是铁磁流体的非常有趣的例子。已经表明，在一定浓度ΦNI以上，这样的悬浮液形成铁磁性的双相，这使得该系统成为偶极流体的独特示例。的形成是由各向异性的静电和长程偶极磁相互作用的驱动。本文利用小角中子散射（SANS）方法研究了体积分数小于和大于ΦNI的悬浮液中短程位置和取向磁序的演化。结果表明，在没有外部磁场的情况下，短程位置和取向有序已经存在于相对较低的体积分数。极化SANS表明，铁磁有序化对铁磁相的形成有重要的贡献。铁磁关联可以定性地解释了一个简单的模型，它考虑到各向异性屏蔽静电和偶极磁相互作用。
2019-05-09 cond-mat.soft
Orientation Dependent Interaction and Self-assembly of Cubic Magnetic Colloids in a Nematic Liquid Crystal
近年来，分散在液晶液晶中的球形微粒得到了广泛的研究。本文报道了具有垂面锚定结构的赤铁矿微立方体在液晶中的弹性形变、胶体相互作用和自组装的实验研究。我们证明了立方胶体的相互作用和自组装是取向依赖的。与传统微球相比，微立方体稳定了各种结构，如弯曲链、分支、扭结和闭环。微立方体在旋转的外部磁场下重新定向，从而在介质中经历弹性扭矩，这使得我们能够通过弹性扭矩和磁性扭矩之间的竞争来测量磁矩。我们的研究结果表明，在液晶中的小面磁性胶体具有开发具有特定形貌的新型功能磁性材料的潜力。
2019-09-27 cond-mat.soft
Transitions to Nematic states in homogeneous suspensions of high aspect ratio magnetic rods
各向同性向列和向列向列的过渡从一个均匀的基本状态的悬浮液的高纵横比，棒状磁性粒子的研究Maier-Saupe和Onsager排除体积势。经典的线性稳定性和渐近分析相结合，提供了洞察可能的各向同性和非极化平衡态产生的非极化状态。结合全局数值结果（Bhandar，2002），接近临界点的局部分析结果产生了分叉图的统一图像，并为研究外部定向场的影响提供了方便的基态。
2005-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tailored Nematic and Magnetization Profiles on 2D Polygons
我们研究了磁性纳米粒子的稀悬浮液中的一个dronehost，在二维（2D）多边形。在没有任何外场的情况下，这些系统由一个有序序参量和一个自发磁化描述。我们研究的稳定状态的稳定临界点的适当定义的自由能，与线磁耦合能量。我们数值研究了正多边形的形状，多边形的大小和线磁耦合的强度之间的相互作用，这个原型系统的多稳定性。我们的显着的结果包括（一）共存的稳定状态与畴壁和稳定的内部和边界缺陷，（二）抑制多稳定性的正向线磁耦合，和（三）增强多稳定性的负向线磁耦合。
2021-05-11 cond-mat.soft
Effect of magnetic nanoparticles on the nematic-smectic-A phase transition
最近对混合液晶的实验突出了铁磁纳米颗粒杂质在定义向列-近晶-A相变点中的巨大重要作用。围绕Flory-Huggins各向同性混合自由能和Landau-de Gennes自由能的结构，本文提出了一个唯象平均场模型，该模型量化了这些杂质在热致近晶相液晶和铁磁纳米颗粒的混合物中分析热力学相的作用。首先，我们讨论了铁磁纳米颗粒对各向同性-铁磁和铁磁-铁磁相变及其转变温度的影响。其次是分析相图中的各种拓扑结构。我们的模型结果表明，存在一个临界浓度的纳米颗粒杂质的二阶N-SmA转变成为一阶在三临界点。基于该模型的计算结果与实验结果吻合较好。
2017-05-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of an external magnetic field on the nematic-isotropic phase transition in mesogenic systems of uniaxial and biaxial molecules
用蒙特卡罗模拟研究了外加磁场对单轴或双轴（类板）向列相液晶色散模型中向列-各向同性（$N-I$）相变的影响.利用多重直方图重加权技术和有限尺寸标度分析，确定了不同磁场强度下的相变级数、热力学极限相变温度和相变温度以下各向同性相的稳定极限。观察到磁场对$N-I$转变温度的影响比标准Landau-de Gennes和Maier-Saupe平均场论预测的要快。我们已经表明，对于一个给定的场强的转变温度的位移是较高的双轴分子相比，单轴的情况下。研究表明，双轴分子的$N-I$跃迁比单轴分子的弱一级$N-I$跃迁弱，外加磁场的存在（达到一定的临界值）使两个系统的$N-I$跃迁都弱得多.的估计的临界磁场（$\sim 110 T$）为常见的向列相小于早期的估计。
2012-12-17 cond-mat.soft
Twist-bend nematic liquid crystals in high magnetic fields
我们目前的磁光测量两种材料，形成最近发现的扭曲弯曲的？（Ntb）相。这种有趣的物质状态代表了一种新的流体相，它在三个方向上是取向各向异性的，并且还表现出比分子尺寸大几倍的周期性平移顺序。NTB材料也可自发地形成可见的宏观条纹结构。结果表明，外加磁场可以持续抑制光学条纹织构，25 T的外加磁场使N-Ntb相变温度降低近1 ℃。我们提出了一个定量的机制来解释这种转变，并提出了一个Helfrich-Hurault型的光学条纹形成机制。
2014-07-31 cond-mat.soft
Classification of multipoles induced by external fields and currents under electronic nematic ordering with quadrupole moments
本文基于增广多极子概念研究外场和电流对电子向列序的影响，分类了不同外场诱导的多极子类型，为探索向列相中的交叉关联和输运现象提供参考。
2023-11-28 cond-mat.soft cond-mat.str-el
Effect of applied magnetic fields on the morphology of nematic nanobridges in slit pores
本研究通过分子动力学模拟发现，垂直磁场可使狭缝孔内向列型纳米桥在不同构象间切换，但仅在存在多个局部稳定构象时有效，且强磁场可导致纳米桥分解为纳米液滴。
2024-11-06 cond-mat.soft
Director configurations of a nematic liquid crystal confined in a toroidal geometry. A finite element study
通过三维有限元计算，对限制在环形体积中并受外部磁场作用的双折射液晶的各种指向矢结构进行了数值计算。平衡导演场被发现从最小化的弹性磁能量的磁介质。圆环内表面的指向矢沿垂面或切向固定。我们考虑一个均匀的和方位角的磁场，其方向是在冲突与各自的表面锚定。研究了拓扑不等价组态的相对稳定性与磁场强度和约束环几何参数的关系。我们发现，在一个环形的几何形状的指向矢“逃逸”的向错，这通常发生在一个圆柱形的管，是绝对稳定的，只有弱磁场和切向锚定，而垂面锚定的指向矢领域包含向错环是更有利的。当一个强的均匀磁场横向施加时，所产生的指向矢场不再是轴对称的，相反，它揭示了有限长度的弯曲向错。
2000-12-20 cond-mat.soft
Theory of elastic interaction between colloidal particles in the nematic cell in the presence of the external electric or magnetic field
格林函数法在文献[1]中得到了发展。[S. B. Chernyshuk和B. I. Lev，Phys. Rev. \textbf{81}，041707（2010）]用于描述在存在外部电场或磁场的情况下，微电解池中轴对称胶体颗粒之间的弹性相互作用。得到了垂直场和垂直场取向的垂直场盒中偶极-偶极、偶极-四极和四极-四极相互作用的一般公式。预测了一组新的结果：1）当电场接近其Frederiks阈值$E\Rightarrow E_{c}$时，垂直于胞电场的负介电各向异性介电胞中偶极子粒子的\textit{Deconfinement effect}.这意味着取消了在参考文献[M.Vilfan et al. Phys.Rev.Lett. { \bf 101}，237801，（2008）]对于Frederiks跃迁附近的偶极粒子，而对于四极粒子，它保持不变。2)在具有$Δε<0$的垂直排列的单电池中，沿着平行于电池平面的电场的颗粒的\textit{attraction and stabilization}的新效应。两个粒子之间的最小距离取决于场的强度，并且可以是普通的。3)所有弹性相互作用的吸引区和排斥区在外场的作用下都发生了显著的变化。
2011-09-14 cond-mat.soft
Magnetic Tilting in Nematic Liquid Crystals driven by Self-Assembly
自组装是设计多功能材料的关键机制之一。软杂化材料包含不同性质的组分，并表现出竞争性相互作用，从而驱动自组织成为具有特定功能的结构。在这里，我们展示了一种新型的磁性混合材料，其中的分子倾斜可以通过一个微妙的平衡之间的拓扑辅助的胶体自组装的\rev{magnetic nanoparticles}和各向异性分子之间的相互作用在液晶矩阵操纵。
2021-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamic magneto-optic coupling in a ferromagnetic nematic liquid crystal
多序参量复杂流体的流体动力学是由一组含有许多材料常数的动力学方程所控制的，其中只有一些材料常数是易于测量的。我们提出了一个独特的例子，动态磁光耦合的铁磁液晶，其中的长程取向有序的液晶分子伴随着长程磁性有序的磁性纳米片。我们从实验和理论上研究了磁光响应的动力学特性，发现磁光响应的动力学特性受磁序参量和磁序参量之间的耗散动力学交叉耦合的影响。通过用宏观理论拟合实验结果确定的交叉耦合系数与支配纯液晶的再取向的耗散系数（旋转粘度）具有相同的数量级。
2018-03-20 cond-mat.soft
Director configuration of planar solitons in nematic liquid crystals
本文计算了外加磁场作用下双折射液晶中向错线的指向矢构型。我们的方法是一个组合的多项式展开的导演和进一步的分析近似，测试对数值射击方法。当弹性常数相等时，结果特别简单，但我们讨论弹性各向异性的一般情况。指向矢场除了长度取决于磁场值的直线段外，在任何地方都是连续的。这表明，由于外部磁场的向列相的向错线的拉长的缺陷核心的可能性。
1997-09-16 cond-mat.soft hep-th nlin.PS
Effective models for nematic liquid crystals composites with ferromagnetic inclusions
双折射液晶的分子对外加磁场的反应是沿着磁场的方向重新定向。由于液晶的介电各向异性很小，因此需要相对较大的场来引起显著的液晶响应。如Brochard和de Gennes在1970年提出的，这种相互作用可以在铁磁颗粒在液晶基质中的胶体悬浮液中得到增强。这些粒子与磁场对齐的能力，同时引起磁性分子的重新取向，大大增加了混合物的磁响应。基本上，颗粒提供了通过表面锚定与液晶相互作用的易磁化轴。我们推导出铁磁在稀极限下的有效能量的表达式，即当粒子数趋于无穷大而它们的总体积分数趋于零时。混合物的总能量被假定为体弹性液晶贡献、液晶在颗粒表面上的锚定能量以及颗粒与所施加的磁场之间的相互作用的磁能的总和。均匀化的极限铁磁能量得到严格使用变分方法。它概括了以前在物理文献中报道的正式表达式。
2013-01-16 cond-mat.soft math.AP
