Light scattering by a metallic nanoparticle coated with a nematic liquid crystal
我们研究的光学性质的金纳米粒子涂覆有一个液晶的指向矢场分布在周围的纳米粒子根据锚定条件在纳米粒子的表面。通过最小化相应的弗兰克自由能泛函，而光学响应的离散偶极子近似计算的液晶的分布。我们发现，特别是，各向异性的液晶涂层不影响太多的（各向同性）的纳米粒子的光学响应。然而，对于纳米颗粒表面上的液晶分子的强锚定，由环型奇点（向错或土星环）表现的涂层的不均匀性在整个可见光谱上产生消光交叉光谱的增强。
2020-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Theory of Ferroelectric Nanoparticles in Nematic Liquid Crystals
最近的实验已经报道，铁电纳米颗粒对介电液晶具有显著的影响--使各向同性-介电转变温度提高约5 K，并且极大地增加了对所施加的电场的灵敏度。为了理解这些影响，我们发展了一个理论的液晶中的铁电纳米粒子的统计力学。该理论预测了液晶性质的增强，与实验结果非常一致。这些预测适用，即使当静电相互作用被中等浓度的离子部分屏蔽。
2009-02-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dispersion of Multiferroic Nanoparticles in a Bent-Core Nematic Liquid Crystal: Experimental and Theoretical Study
该研究将BiFeO$_3$纳米颗粒分散于含赛博塔克蒂克团簇的弯曲核向列相液晶8-F-OH中，结合实验与Landau-de Gennes模型揭示其提高取向序参数并降低团簇尺寸和转变温度的机制。
2024-07-09 cond-mat.soft
Optical tweezers assisted coupling of nematic droplets to gold nanoparticle cluster: effect on whispering gallery modes
Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Pune（印度科学教育研究学院普纳分校）
本研究利用光学镊将向列滴状液晶与金纳米粒子簇耦合，实现对 whispering gallery modes 的调控，展示了通过动态耦合实现光子-等离子体耦合的高效方法。
2025-12-26 cond-mat.soft physics.optics
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
Thermodynamic Modelling of Phase Equilibrium in Nanoparticles-Nematic Liquid Crystals Composites
在这项工作中，理论研究的相平衡的棒状液晶和硬球形纳米粒子的混合物。使用平均场热力学模型，其中的相互作用被认为是成比例的接触，这反过来又是成比例的面积和面积分数的每个组件的数量。结果表明，随着粒子半径的增加，粒子对各向同性-相变的影响不太明显，并且对于大半径，相变率随着粒子半径的增加而增加。
2013-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Maier-Saupe-type theory of ferroelectric nanoparticles in nematic liquid crystals
几个实验已经报道了铁电纳米颗粒对双折射液晶具有显著的影响--将各向同性-双折射转变温度提高约5 K，并且极大地提高了对所施加的电场的灵敏度。在最近的一篇论文[L。M. Lopatina和J.V. Selinger，Phys. Rev. Lett. 102，197802（2009）]，我们基于液晶和纳米颗粒的耦合取向序参量通过Landau理论对这些效应进行建模。这个模型有一个重要的局限性：像所有的朗道理论一样，它涉及到自由能的序参量幂的展开，因此它高估了低温阶段出现的序参量。因此，我们现在开发一个新的Maier-Saupe型模型，它明确地显示了序参量的低温饱和。该模型在高温或弱耦合的极限下近似于朗道理论，但在相反的极限下表现出不同的行为。我们比较这些计算与实验结果的铁电纳米粒子在液晶。
2011-05-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Textures in Polygonal Arrangements of Square Nanoparticles in Nematic Liquid Crystals Matrices
使用Landau-de Gennes模型，在正方形域中具有均匀排列的外边界的垂直强锚定，对嵌入在微阵列矩阵中的具有多边形配置的多面纳米颗粒中的缺陷纹理进行系统分析。分析了缺陷和织构随温度T、多边形尺寸R和多边形数目N的变化关系。对于纳米复合材料，纹理满足体电荷和表面（颗粒角）电荷之间的缺陷电荷平衡方程。在降低温度时，中心体缺陷分裂并与其它~ 1/2体缺陷一起被纳米颗粒的角吸收。增加晶格尺寸减少了限制并消除了体缺陷。增加多边形数目增加高温下的中心缺陷电荷和低温下的表面缺陷数目。每个粒子的多余能量在偶数多边形中比在奇数多边形中低，并且对于正方形粒子排列它最小化。这些离散建模结果首次表明，即使在强锚定下，缺陷也会作为角缺陷附着在颗粒上，从而留下有利于纳米颗粒有序化的低能均匀取向场。这些新的见解是一致的，最近的热力学方法来预测存在的新的结晶/结晶相的纳米复合材料，并可用于设计纳米复合材料的取向和位置顺序。
2013-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular simulations of entangled defect structures around nanoparticles in nematic liquid crystals
我们利用分子模拟方法研究了Gay-Berne液晶中两个纳米颗粒周围形成的缺陷结构。对于小的分离，向错使两个粒子纠缠在一起，形成8字形、Ω字形和θ字形。这些缺陷结构的形状相似，发生的频率与实验中研究的微米级颗粒相当。模拟显示从一种缺陷结构到另一种缺陷结构的快速转变，这表明纳米尺寸的颗粒不能有效地结合在一起。我们确定了在以前的分子模拟中观察到的“三环”结构作为不同的纠缠态和非纠缠态随时间的叠加，并得出结论，它本身不是一个稳定的缺陷结构。
2017-02-09 cond-mat.soft physics.comp-ph
Triclinic nematic colloidal crystals from competing elastic and electrostatic interactions
纳米粒子的自组装可以使复合材料具有预先设计的性能，但仍然面临着复制原子和分子晶体结构多样性的挑战。我们结合各向异性的弹性和弱屏蔽静电相互作用，以指导定向和三斜的位置自排序的无机纳米晶体在一个可调流体主机。这些低对称性胶体晶体的晶格周期性比纳米颗粒尺寸大一个数量级以上。取向的纳米晶体，以及随后的三斜晶系胶体晶体的晶轴，耦合到的均匀排列的方向，这可以很容易地控制在大规模上的晶体主体。我们探测胶体对和多体相互作用，并演示了如何从竞争的长程弹性和静电力的半导体纳米棒的取向有序的三斜晶体出现。
2016-12-08 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
Ferroelectric Nanoparticles in Liquid Crystals: The Role of Ionic Transport at Small Concentrations of the Nanoparticles
本研究揭示超低浓度（≤1 wt.%）BaTiO3纳米颗粒通过其表面离子-电子屏蔽电荷影响介电液晶5CB的离子输运，导致含纳米颗粒的LC单元电流更低、电容回线更窄，尽管纳米颗粒对介电响应影响极小。
2024-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tailored Morphologies in 2D Ferronematic Wells
我们专注于一个稀释的磁性纳米粒子的均匀悬浮液在一个向列相填充的微米级浅井切线边界条件，作为一个范例系统与两个耦合的序参量。该系统在无磁场的情况下表现出自发磁化。我们通过数值计算得到了稳定的磁性纳米颗粒和相关的磁化形态，纯粹由几何形状，边界条件和磁性纳米颗粒与宿主介质之间的耦合引起。我们最引人注目的观察属于磁化曲线中的畴壁，其位置可以通过耦合和材料特性来操纵，以及稳定的内部和边界缺陷，其位置和多重性也可以通过耦合来定制。这些新的形态是不可访问的非耦合系统，可用于新的多稳态系统的奇异性和稳定的界面。
2019-12-05 cond-mat.soft
Steady-state rheology and structure of soft hybrid mixtures of liquid crystals and magnetic nanoparticles
使用非平衡态分子动力学模拟，我们研究了一个模型的混合物的液晶（LC）和偶极软球（DSS）代表磁性纳米粒子的流变学。使用Lees-Edwards周期性边界条件，以不同的剪切速率剪切散装各向同性LC-DSS混合物。研究了不同偶极偶联强度（$λ$）的DSS体系的稳态流变性能以及剪切对体系微观结构的影响。我们发现，在大的剪切速率下，混合物表现出剪切稀化行为的所有考虑值的$λ$。在$λ$的低和中间值下，随着施加的剪切速率的增加，观察到从牛顿行为到非牛顿行为的交叉。相反，对于大的$λ$值，在所考虑的剪切速率范围内未观察到这种交叉。而且，非牛顿状态的程度随着$λ$的增加而增加。这些特征可以通过剪切引起的微观结构变化来理解。特别是，液晶显示剪切诱导的各向同性到的剪切速率与剪切速率依赖程度的剪切有序的过渡。的DSS显示剪切诱导的有序仅为大值的$λ$，其中的颗粒自组装成链。此外，在大$λ$和低剪切速率下，我们的模拟表明DSS形成铁磁畴。
2019-10-18 cond-mat.soft
Elastic interactions between colloidal microspheres and elongated convex and concave nanoprisms in nematic liquid crystals
我们研究了不同形状和尺寸的胶体颗粒分散在一种非线性流体中时的相互排列和相互作用。凸五边形和凹星形纳米棱柱和微球诱导偶极或四极指向矢结构。随之而来的弹性对之间的相互作用的微球和纳米棱镜是高度依赖于纳米粒子的形状是全方位的吸引力的凸棱镜，但强烈的各向异性的凹棱镜。由于球形颗粒引起的弹性形变导致复杂形状的纳米颗粒在远大于微球尺寸的距离处的明确的排列。我们的特征的弹性对相互作用力，扭矩和结合能的距离和角度的依赖性。所研究的弹性介导的自组装金属和介电纳米粒子具有不同的形状和大小开辟了新的可能性，自组装为基础的制造结构介观复合材料与预先设计的性能。
2016-12-24 cond-mat.mtrl-sci 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
High concentration ferronematics in low magnetic fields
实验研究了磁性纳米粒子掺杂的铁电液晶的磁光和介电性质。我们的研究集中在非常小的取向偏置磁场$B_{bias}$的影响，并在我们的系统中的低磁场敏感的边界表面的指向矢预倾斜。基于这些结果，我们断言$B_{bias}$不一定是对低磁场的可检测响应所必需的，并且初始预倾斜以及纳米颗粒的聚集起着重要的作用（尽管尚未充分探索）。
2014-09-05 cond-mat.soft
Influence of a dispersion of magnetic and nonmagnetic nanoparticles on the magnetic Fredericksz transition of the liquid crystal 5CB
很久以前，Brochard和de Gennes预测了显著降低Fredericksz转变的临界磁场（磁性Fredericksz阈值）的可能性，这种临界磁场是由非磁性液晶和铁磁颗粒（所谓的铁磁颗粒）组成的。这种现象很少被测量，通常是由于在纳米颗粒表面诱导的软垂面锚定。在这里，我们提出了一个光学研究的磁性Fredericksz过渡结合光散射研究的经典的液晶液晶，5CB，掺杂有6 nm直径的磁性和非磁性纳米粒子。令人惊讶的是，对于这两种纳米颗粒，我们观察到在室温下的Fredericksz转变的阈值场的净减少在低纳米颗粒浓度，这似乎与涂层的纳米颗粒通过刷的聚二甲基硅氧烷共聚物链诱导平面锚定的导演在纳米颗粒表面上。此外，磁性Fredericksz阈值表现出非单调行为的纳米颗粒浓度的函数的两种类型的纳米颗粒，首先下降到一个值从23\%至31\%以下的纯5CB，然后随着纳米颗粒浓度的进一步增加而增加。这被解释为从约0.02重量分数开始的聚集，其消耗比当浓度增加到高于$c = 0.05$重量分数（体积分数$3.5 \times 10^{-2}$）时引入的那些更多的分离的纳米颗粒。这表明相对于聚集体，孤立的纳米颗粒对阈值的影响更大。从动态光散射测量，我们推断，如果减少的磁性阈值时，纳米粒子浓度的增加是类似的两种纳米粒子，这种减少的起源是不同的磁性和非磁性纳米粒子。对于非磁性纳米颗粒，该行为可能与由于弱…
2017-08-01 cond-mat.soft
Rotational and translational diffusion of anisotropic gold nanoparticles in liquid crystals controlled by varying surface anchoring
我们研究了分散在液晶流体中的各向异性金纳米粒子的平移和旋转扩散。实验数据揭示了平移扩散的各向异性强相对于均匀的远场导演，这是依赖于胶体的形状和表面功能化，以及对它们的基态排列。例如，平行于远场指向矢排列的细长NP沿着指向矢更快速地扩散，而垂直于指向矢取向的NP的扩散在垂直于它的方向上更快，同时它们也经历弹性约束的旋转扩散。要了解这些丰富的扩散特性的各向异性纳米胶体在单轴各向异性的流体介质中的物理起源，我们比较它们的各向同性流体中的扩散的长椭圆形和扁椭圆形的颗粒，以及扩散的形状各向同性的颗粒在流体中。我们还表明，与光敏偶氮苯基团的纳米粒子的表面功能化允许在原位控制其扩散性，通过反-顺异构化，改变表面锚定。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Polymeric nematics of associating rods: phase behavior, chiral propagation and elasticity
具有吸引性尖端的棒状胶体可以形成线性聚集体，其随后可以经历分级自组装成微流体。受最近有色液晶的建模工作的启发，组成的离散积木，我们制定了可逆的超分子棒的第二维里理论。与有色化合物不同，这些体系能够在高温下形成稳定的非晶相，在不存在聚合的情况下达到单体极限。将尖端电位从吸引性改变为排斥性，因此能够实现从单体到聚合物的微流体的平滑交叉。我们分析了这两个制度的各向同性-双折射相行为，并解决双折射弹性性质。该理论考虑了分子的灵活性和手性的细丝和尊重的内在链长依赖性的顺序。我们还讨论了聚合抑制剂的聚合制度的相行为的影响，并发现抑制剂引起显着缩小的各向同性的双相区域，并产生再入口线虫以及共存相的质量密度反转。最后，我们讨论了棒状聚合物向列相的弹性模量，定性地比较了它们与有色液晶和其他纳米粒子基向列相的弹性各向异性。
2019-10-03 cond-mat.soft
Critical-like behavior of ionic-related, low-frequency dielectric properties in compressed liquid crystalline 8OCB and its nanocolloid
该报告介绍了与压力相关的宽带介电谱（BDS）的液晶辛氧基氰基联苯及其纳米胶体与钛酸钡纳米粒子的研究，重点是低频离子域和pretransitional波动的影响。因此，基本外源（压力）和内源（纳米粒子）对介电性能的影响。创新的衍生物为基础的分析揭示了功能的“临界”的描述离子的贡献，介电常数和电导率。补充介电常数扫描，产生洞察到偶极-偶极安排，也提出。研究涵盖了复杂的液体（钐）-固体晶体相变的令人困惑的情况下，揭示了相对较强的临界预熔效应，这几乎没有观察到的不连续的“熔化过渡”到目前为止。
2022-10-23 cond-mat.soft
Low magnetic field induced capacitance changes in ferronematics
实验研究了球形磁性纳米粒子、单壁碳纳米管（SWCNT）、羧基化SWCNT（SWCNT-COOH）和Fe $_3$ O $_4$纳米粒子在液晶中的悬浮液对低外磁场（0.1 T）的电容响应。纳米颗粒的体积浓度为$ϕ_1$ = 10 $^{-4}$和$ϕ_2$ = 10 $^{-3}$。独立于纳米颗粒的类型和体积浓度，已经观察到对低磁场（远低于磁性Fréederiksz转变阈值）的线性响应，这在未掺杂的纳米颗粒中不存在。
2014-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Magnetomechanical Coupling in Ferronematic Phases: Influence of Spindle-Shaped Nanodopants on Liquid Crystalline Order
本研究通过实验揭示纺锤形磁性纳米颗粒掺杂液晶中磁各向异性主导有序化，并显著改变Freedericksz转变阈值，为可调软物质器件提供新见解。
2025-10-15 cond-mat.soft
Increasing the magnetic sensitivity of liquid crystals by rod-like magnetic nanoparticles
研究了以4-（反式-4 '-正己基环己基）-异硫氰酸根合苯（6CHBT）为液晶基元的铁试剂的磁性Fréedericksz跃迁。6 CHBT掺杂不同尺寸和体积浓度的棒状磁性颗粒。所制备的铁试剂中磁性颗粒的体积浓度为$ϕ_1$ = 10 $^{-4}$和$ϕ_2$ = 10 $^{-3}$。通过电容测量观察到的结构变化，表明浓度，形状各向异性，和/或磁性颗粒的大小对这些铁磁化合物的磁响应的显着影响。
2014-01-08 cond-mat.soft
Continuous Isotropic-Nematic transition in compressed rod-like based nanocolloid
Landau-deGennes平均场模型预测了三维空间中与单轴和四极序参量相关的各向同性-向列相转变的不连续转变。这份报告显示了压力相关的介电研究棒状致热戊基氰基联苯（5CB）和它的纳米胶体与钛酸钡纳米粒子。介电常数的扫描揭示了在具有少量纳米颗粒（x=0.1%）的压缩纳米胶体中的连续I-N转变。对于5CB及其x=1%的纳米胶体中的α相，检测到巨大的介电常数值和弯曲型长程预转变行为。也检测到的离子相关的贡献，介电常数在各向同性相的pretransitional波动的“成形”的影响。对于高频弛豫域，测试了主要弛豫时间和纵向-取向解耦的影响。
2022-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.atm-clus
Comparison of dynamic behavior of ferroelectric and ferromagnetic nematic suspensions
铁电纳米粒子悬浮在液晶基质中的开创性实现是尤里·列兹尼科夫对液晶科学的杰出贡献之一[Y. Reznikov等人，应用物理信函82（2003）191]。这一成就引起了极大的兴奋，因为这意味着材料的介电性能的增强和从介电相到各向同性相之间的相变温度的增加。在这方面的贡献，我们研究的基本波动的光谱，在他的铁电悬浮液的动态光散射测量，这使得洞察粒子之间的耦合和液晶矩阵的取向。我们并排设置这些结果与铁磁纳米片的稳定悬浮液的情况下获得的等效的宏观铁磁有序的矩阵显示。在这两种情况下观察到的粒子-基质耦合之间的差异的根本起源进行了讨论，并比较其对取向波动谱的影响。
2017-12-13 cond-mat.soft
Dynamic Control of Third-order Nonlinear Optical Properties of Gold Nanoparticle/Liquid Crystal Composites under External Electric Fields
本研究针对金纳米粒子/向列相液晶复合材料，通过外电场调控液晶重构以改变金纳米粒子排列与二聚体形成，实现三阶非线性光学吸收性质的动态控制，为可调谐光子器件提供了可能。
2025-02-14 cond-mat.soft physics.optics
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
Enhancement of nematic order and global phase diagram of a lattice model for coupled nematic systems
我们使用一个无限程Maier-Saupe模型，两套本地四极变量和限制方向，研究两个耦合子系统的全局相图。用统计力学的标准方法精确地计算了自由能和状态方程。系统A的向列相-各向同性转变温度随系统B的介晶间相互作用能和两子系统间耦合$J$的增大而增大。在相互作用参数和温度$T$方面的全局相图中表现出这种增强的α相。我们提出了一些意见，这些结果与实验结果的稀释铁电纳米粒子嵌入在一个液晶环境中的系统的连接。
2012-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Modeling Complex Liquid Crystals Mixtures: From Polymer Dispersed Mesophase to Nematic Nanocolloids
液晶是合成的和生物粘弹性各向异性的软物质材料，其将液体流动性与晶体各向异性相结合，并可用于光学器件、传感器/致动器、润滑、超级纤维。通常，介晶与胶体和纳米颗粒、其他介晶、各向同性溶剂、热塑性聚合物、交联单体等混合。本文综述了近几年来在中观和宏观尺度热力学模拟方面取得的进展，重点介绍了（i）各种相图中的旋节线和双节线的新颖性，（ii）相变和相分离下的生长规律，（iii）亚稳性的普遍作用及其在复杂液滴界面中的表现，（iv）由于组分和序的波动而引起的各种旋节线分解，（v）新材料结构如胶体晶体的形成，（vi）液晶纳米复合材料中的颗粒富集相行为，（vii）使用拓扑缺陷来吸收和组织纳米颗粒，以及（viii）多面纳米颗粒连接成串并组织成晶格的能力。重点是突出主导机制和驱动力，并将它们与这些复杂混合物的自由能中的特定术语联系起来。通过理论、建模、计算和可视化，揭示了将中间相纳入共混物、溶液、分散体和混合物的新颖性。
2013-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mean-field model for a mixture of biaxial nematogens and dipolar nanoparticles
本文构建并分析双轴向列型液晶原与偶极纳米颗粒混合物的平均场模型，通过相图揭示纳米颗粒对向列相稳定性、多临界点及两类相变温度的影响。
2024-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topological nanocolloids with facile electric switching of plasmonic properties
在纳米胶体系统中结合拓扑学和等离子体模型可以实现预先设计所需复合材料特性的新方法。在这里，我们设计并实现了贵金属纳米粒子的取向有序组装体，具有属一拓扑结构和不寻常的长程有序介导的与周围的流体主机的相互作用。这些复合材料的容易的电切换使人联想到原始的液晶（LC），但是提供了重新配置纳米颗粒组装体的手段，并且因此也提供了随后的复合介质的光学性质。我们的研究结果可能会导致形成新的分子胶体软物质阶段与不寻常的光学性能以及光学超材料。
2016-11-29 cond-mat.soft
High resolution x-ray study of nematic-smectic-A and Smectic-A-reentrant nematic transitions in liquid crystal+aerosil gels
我们研究了分散的气溶胶纳米颗粒凝胶所产生的猝灭随机无序对6 OCB（己氧基氰基联苯）和8 OCB（辛氧基氰基联苯）的热致液晶混合物的顺磁到近晶-A（N-SmA）和近晶-A到凹进的顺磁（SmA-RN）相变的影响。这些影响使用高分辨率同步加速器X射线衍射技术探测。我们发现，该系统的可重入特性在很大程度上是不变的存在下的气溶胶凝胶网络。通过比较8 OCB-6 OCB +aerosil凝胶体系与丁氧苄醚-辛基苯胺（40.8）+aerosil凝胶体系近晶静态结构振幅的测量结果，我们发现近晶A相的短程近晶有序在重入体系中明显减弱。该结果与纯8 OCB-6 OCB混合物中观察到的行为一致。近晶有序的强度随着6 OCB浓度的增加而逐渐减小。详细的线形分析表明，高温和低温的结晶相（N和RN）彼此相似。
2007-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
High-resolution x-ray study of the nematic - smectic-A and smectic-A - smectic-C transitions in 8barS5-aerosil gels
利用高分辨X射线衍射技术研究了分散的纳米气溶胶对热致液晶材料4-正戊基苯硫醇-4 '-正辛氧基苯甲酸酯8 barS 5的两个相变的影响。气溶胶通过氢键结合在一起形成凝胶，对液晶施加弱的淬火无序。近晶-A波动的特点是由一个两个组成部分的线形代表热和随机场的贡献。需要对这种线形进行详细说明，以描述近晶C相的波动;特别是必须明确考虑倾斜对热波动的波矢依赖性的影响。近晶-C倾斜序参量的大小和温度依赖性被观察到不受无序的影响。这可能是一个结果的大裸近晶相关长度的调制方向为这个过渡。这些结果表明，对具有淬火无序的辛基氰基联苯（8 CB）和辛氧基氰基联苯（8 OCB）液晶的近晶-A转变的理解可以扩展到完全不同的材料和转变。
2003-05-16 cond-mat.soft
Nematic and smectic liquid crystals modeling with stiff and free-joint Lennard-Jones chain molecules
由液晶基元组成的液晶在许多科学和工程问题中起着重要的作用。具有多个介晶基元的体系如何进入液晶态是一个有趣而重要的问题。以刚性和自由连接的Lennard-Jones链分子作为液晶基元，研究了液晶基元进入不同液晶相的条件。指导方针是在一系列系统中通过受控微调程序消除不需要的平移阶数。我们不是监测无序中有序的增长，而是准备一个高取向有序的配置，并找出它松弛到哪里。这样的程序开始于一个参考系，由均匀的软球的短链，在液体-蒸汽共存的情况下，在该热力学不稳定性触发一个快速的自发生长过程。通过施加辅助场的短脉冲来排列分散取向的团簇，然后减小体积，最后将均匀分子变成异质链，我们能够获得一系列系统，包括处于稳定有序状态的双晶和近晶LC。该模型可以扩展到研究纳米颗粒或外场对液晶结构的影响。
2019-12-29 cond-mat.soft
Colloidal nanoparticles in liquid crystals: Bulk properties, biaxiality and untwisting in cholesterics
University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）；Princess Nourah bint Abdulrahman University（公主努拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）
研究揭示胶体纳米粒子对液态晶体宏观性质、双轴性和胆固醇结构中螺旋结构解扭的影响，通过理论与数值模拟展示其调控光学性质的潜力。
2026-03-01 cond-mat.soft
Optical patterning of magnetic domains and defects in ferromagnetic liquid crystal colloids
在介观尺度上，将固体纳米结构和取向有序的软物质相结合是设计具有特殊物理行为的复合材料的一种有前途的方法。这种复合材料不仅继承了其组分的性质，而且还可以表现出涌现行为，例如当分散在液晶液晶中时形成介观磁化域的胶体金属纳米颗粒的铁磁有序化。在这里，我们展示了在这样的铁磁液晶胶体，这允许改变它们的响应磁场的域结构和拓扑缺陷的光学图案。我们的研究结果揭示了这种软物质系统中的缺陷的性质，与非极性向列相和铁磁体相比是不同的。
2017-01-17 cond-mat.soft
Biasing the ferronematic - a new way to detect weak magnetic field
铁磁体的磁性，即，研究了低体积浓度磁性纳米粒子掺杂的液晶材料的交流磁化率。一个弱的直流偏置磁场（单位为Oe）施加到铁磁材料在其各向同性相大大增加了交流磁化率。各向同性到双折射相变的通过不可逆地重置了这种增强（除非在各向同性相中再次施加直流偏置场）。这些实验发现为应用可能性铺平了道路，例如低磁场传感器或信息存储的基本逻辑元件。
2016-09-13 cond-mat.soft
Templated self-assembly of gold nanoparticles in smectic liquid crystals confined at 3D printed curved surfaces
本研究利用3D打印曲面与受控锚定性质限制近晶相液晶以工程化拓扑缺陷，并结合Landau-de Gennes自由能最小化建模，实现金纳米颗粒的可重构三维模板化自组装。
2023-06-01 cond-mat.soft
Induced smectic ordering and blue phase formation in mixtures of cyanobiphenyls and cholesterol esters
Institute for Scintillation Materials of STC “Institute for Single Crystals” of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院单晶研究所闪烁材料中心）；Faculty of Physics, Warsaw University of Technology（华沙理工大学物理学院）；Frantsevich Institute for Problems of Materials Science of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院弗兰采维奇材料科学问题研究所）；Bukovinian State Medical University（布科维纳国立医科大学）；Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院物理研究所）
研究发现E7与COC混合可显著提高S_A-N*转变温度并诱导蓝相形成，但其他胆固醇酯或氰基双苯基效果较弱，且纳米颗粒影响蓝相稳定性。
2024-08-01 cond-mat.soft
Slaved Coarsening in Ferronematics
我们专注于理解的影响，两个组件的耦合在铁，胶体悬浮的磁性纳米粒子在液晶。使用粗粒度的朗道-德Gennes自由能，我们研究这个复杂的流体的有序动力学，并提出了一系列的分析和数值结果。我们的主要意见是：（i）从动粗化淬火温度$T$中间的临界温度的未耦合的组件，（ii）较慢的增长类似的Lifshitz-Slyozov定律（$L \sim t^{1/3}$）对称磁致伸缩耦合，（iii）子域形态为主的界面缺陷的非对称耦合强度。这些新的结果将有助于指导未来对这一技术重要系统的实验。
2019-09-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Stripes polymorphism and water-like anomaly in hard core-soft corona dumbbells
本文通过模拟研究硬核-软冠哑铃模型，揭示其条纹多态性及向列相中的类水反常现象，为纳米材料介观图案设计提供指导。
2023-06-20 cond-mat.soft
Memory-aware acceleration of orientational dynamics in nanoparticle suspensions
Universidad de Granada（格拉纳达大学）
研究通过实验和理论分析，揭示了纳米颗粒取向动力学中的记忆效应，并提出抑制慢速松弛模式的协议，从而显著减少弛豫时间。
2026-03-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of plasmonic waves on a chain of metallic nanoparticles in a liquid crystalline host
具有足够小的直径和间距的金属颗粒链允许线性偏振等离子体波沿着该链传播。在本文中，我们描述了如何改变这些波时，液晶主机是一个或一个胆甾相液晶（NLC或CLC）与或没有施加磁场。我们发现，在一般情况下，液晶主机，无论是NLC或CLC，改变横向（$T$）和纵向（$L$）波的色散关系显着从各向同性主机的色散关系。我们表明，通过改变相对于金属链的长轴的液晶的指向矢轴，该$T$分支可以分裂成两个非简并的线性偏振分支（NLC主机）或两个非简并的椭圆偏振分支（CLC主机）。当外加磁场平行于金属粒子的长轴和CLC主体的指向矢时，我们发现非简并椭圆极化$T$分支的$ω$符号交换中色散关系为奇数.也就是说，施加外部磁场导致实现单向波导。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
All-Optical tunability of metalenses infiltrated with liquid crystals
超颖表面已经被广泛地工程化以产生广泛的光学现象，允许对光的传播进行前所未有的控制。然而，它们通常被设计为单一用途的设备，没有可修改的制造后光学响应，这可能是对现实世界应用的限制。在这项工作中，我们报告了一个纳米结构的平面熔融石英超透镜渗透的液晶（NLC）和金纳米粒子的解决方案。嵌入式NLC的物理特性可以通过施加外部刺激来操纵，从而实现可重构的光学超颖表面。我们报告的超透镜的光学响应的全光学，动态控制所产生的热等离子体诱导的变化的NLC解决方案与向列型各向同性相变。超透镜焦距的连续和可逆调谐实验证明，沿光轴的变化为80 μ m（5 cm标称焦距的0.16%）。这是在不直接机械或电气操纵装置的情况下实现的。的可重构特性进行了比较，证实数值模拟的焦距偏移，并表现出密切的对应关系。
2023-01-24 cond-mat.soft physics.optics
First order isotropic - smectic-A transition in liquid crystal-aerosil gels
使用高分辨率同步辐射X-射线衍射研究了由二氧化硅纳米颗粒（aerosils）的凝胶扰动时，各向同性到近晶-A过渡的短程有序。凝胶已创建\textit{in situ}在癸基氰基联苯（10 CB），它具有强烈的一阶各向同性近晶-A的转变。通过对近晶结构因子的温度和凝胶密度依赖性的详细分析来确定这些影响。在以前的研究中，在各种各样的热致液晶中，气溶胶凝胶似乎随机地钉扎了近晶密度调制的相位。对于各向同性到近晶-A的转变，相同的凝胶扰动产生不同的结果。近晶相关长度随随机场方差的增加而减小得更慢，这与随机钉扎场在从均匀相直接过渡到具有一维平移阶的相时的效果具有良好的定量一致性。因此，我们比较了随机场对\textit{freezing}过渡的影响，并没有干预取向有序相。
2003-11-27 cond-mat.soft
Charge-Driven Liquid-Crystalline Behavior of Ligand-Functionalized Nanorods in Apolar Solvent
本研究报道配体稳定的LaPO4纳米棒在非极性溶剂中于极低体积分数（约0.25%）下发生向列相自组装，且转变浓度随配体增加而升高，挑战了传统胶体液晶理论。
2023-10-12 cond-mat.soft
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
Spontaneous Liquid Crystal and Ferromagnetic Ordering of Colloidal Magnetic Nanoplates
铁磁流体是铁磁纳米颗粒在水或有机溶剂中的胶体悬浮液。分散的颗粒是随机取向的，但如果施加磁场，它们的磁矩会对齐，从而产生各种奇异的和有用的磁机械效应。长期以来的兴趣和挑战是使这种悬浮液宏观上是铁磁性的，即在没有场的情况下具有均匀的磁对准。在这里，我们报告了一个流体悬浮液的磁性纳米片，自发地排列成一个平衡的液晶液晶相，也是宏观铁磁性。它的零场磁化产生独特的磁自相互作用效应，包括排列在闭合通量环中的流体块域的液晶纹理，并使该相位高度敏感，即使在地球的磁场中也会急剧改变形状。
2016-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cellulose-Based Reflective Liquid Crystal Films as Optical Filters and Solar Gain Regulators
设计合成材料与光的相互作用的许多有前途的方法涉及具有折射率的空间周期性变化的固体光学单晶和纳米制造的光子晶体结构。尽管它们的高成本限制了当前的技术应用，但值得注意的是，这种光子和光学各向异性材料也在整个自然界中发展，并且能够实现光的窄或宽带光谱光的反射。在这里，我们使用生物材料纤维素纳米晶体的自组装，以获得三层膜的纤维素纳米粒子，模仿自然发生的偏振不敏感的反射器中发现的翅膀Plusiotis resplendens甲虫的螺旋状和线虫状组织。这些薄膜的特点是与偏光显微镜和圆二色光谱，以及扫描和透射电子显微镜。这些薄膜在光谱的可见光和近红外区域内表现出可调的高反射率，并且可以在从滤色器到智能布设计以及太阳能增益调节建筑技术的范围内找到应用。
2022-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Phase transitions in nanoconfined binary mixtures of highly oriented colloidal rods
我们分析了一个二元混合物的胶体平行硬圆柱形颗粒具有相同的直径，但不同的长度$L_1$和$L_2$，与$s=L_2/L_1=3$，局限于两个平行的硬壁在一个平面的狭缝孔的几何形状，使用一个基本的-测量密度泛函理论。该模型提出了一阶和二阶N-S体转变和S-S分层的近晶（N）相和两种类型的近晶（S）相，以及在单个硬壁处的表面行为，该表面行为包括由无限数量的表面诱导分层（SIL）转变介导（或不介导）的S相的完全润湿。本文研究了约束对该模型胶体流体混合物的影响。由于三个相关长度尺度之间的竞争，限制导致相图中的深刻变化：孔宽度$h$、近晶周期$d$和长度比$s$。四个主要影响被确定：（i）二阶体N-S跃迁被抑制。(ii)分层转变受到微弱的影响，在$μ_1-μ_2$（化学势）平面上有小的位移。(iii)在某些情况下，发生在两个封闭的单组分流体中的封闭诱导分层（CIL）转变与分层转变合并。(iv)表面诱导分层（SIL）过渡发生在一个单一的表面作为共存条件的做法也转移在封闭的流体。通过完整的$μ_1-μ_2$和$p-\bar{x}$（压力-平均孔隙组成）相图，对特定孔径值的孔径趋势进行了分析。这项工作，这是第一个解决约束下的液晶混合物的行为，可能是相关的第一步，以了解自组装性能的金属纳米粒子的混合物在外部领域的限制几何形状。
2010-05-03 cond-mat.soft
Disentangling kinetics from thermodynamics in heterogeneous colloidal systems
成核和生长（N&G）--在初始均质相中出现新相--是发生气-液、液-液和固-液相分离的最重要的物理现象之一。因此，热力学设定了系统必须向其演化的渐近边界，而动力学试图通过施加实现相分离的传输速率来应对它。在自然界中观察到的所有非均相胶体系统中，组成、形状、结构和最终的物理性质是热力学和动力学之间的权衡结果。在这项工作中，我们证明，通过仔细选择胶体系统和控制微流体装置中的相分离，有可能超越N&G，在最终系统的组成，结构和物理性质中从热力学中解开动力学效应。使用淀粉样蛋白原纤维和纤维素纤维丝状胶体，其中定义相图中的两相区域的双节点曲线由两条单独的垂直线给出，我们挤出设置在一个热力学分支内的另一个分支的解决方案，实现了由热力学设置的组成的微滴或微滴，而结构和形态由动态流动参数定义。我们证明，从N&G范式出发揭示了新的物理现象，如数量级更短的时间尺度，更广泛的相图和内部结构，通过传统的LLPS是不可观察的。我们还表明，通过在胶体液晶液滴内共分散等离子体金纳米粒子，我们的方法能够按需制造多组分异质液晶，提高其潜力，并在多组分结构流体中引入原始的基本原理和技术方向。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
