Long-range Casimir interactions between impurities in nematic liquid crystals and the collapse of polymer chains in such solvents
嵌入液晶中的物体之间的弹性相互作用通常是由取向场的平均畸变而不是涨落引起的。我们认为，对于足够小的粒子，向列介导的相互作用起源于纯粹的波动的方向盘。这种卡西米尔相互作用衰减为d^（-6），d是粒子之间的距离，在接近各向同性到π跃迁的范德华相互作用中，它占主导地位。考虑到作为聚合物溶剂的水，我们表明，在各向同性的Casimir相互作用的发病，以-水的过渡可以不连续地诱导的柔性聚合物链从溶胀状态的球状状态的崩溃，而不交叉的θ点。
1999-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase Transitions in Lyotropic Nematic Gels
本文讨论了溶致凝胶在各向同性溶剂中的平衡相和塌缩相变。溶致凝胶是由棒状分子嵌入的交联聚合物网络组成的，当溶剂质量降低时，溶致凝胶的体积会发生不连续的变化，并伴随着各向同性-均相转变。我们还提出了这些系统可能表现出的相图。特别是，我们表明，共存的两个各向同性相，两个双相，或各向同性和双相可以发生。
2002-06-28 cond-mat.soft
Water Droplets in a Spherically Confined Nematic Solvent: A Numerical Investigation
最近，观察到悬浮在液晶中的水滴形成线性链（Poulin等人，Science 275，1770（1997））。链接发生，例如，在所有表面都具有垂面边界条件的大水滴中。在每对水滴之间的液晶顺序的点缺陷被发现根据拓扑约束。这个点缺陷引起水滴之间的排斥。在我们的数值研究中，我们仅限于两个液滴的链。对于这样一个复杂的几何形状，我们使用有限元的方法来最小化弗兰克自由能。我们证实了一个实验观察，即点缺陷与水滴表面的距离d与水滴的半径r成比例，如d = 0.3 * r。当水滴分开时，我们发现点缺陷并不停留在水滴之间的中间，而是与其中一个水滴形成偶极子。这证实了链式的理论模型。画出了与二阶相变的类比。我们还发现，当一个水滴悬浮在一个双极水滴与两个boojums，即，外边界处的表面缺陷。最后，我们提出了一种配置，其中两个液滴相互排斥，它们之间没有缺陷。
1998-03-10 cond-mat.soft
Phase behavior of flexible and semiflexible polymers in solvents of varying quality
采用密度泛函理论和分子动力学模拟方法研究了半柔性高分子在不同质量溶剂中的相分离和有序化的相互作用。我们研究了粗粒度的模型，与键角的潜力，以控制链刚度，链长度可比的持久性长度的链。我们改变了单体单元的密度和控制隐式溶剂质量的有效温度。对于非常刚性的链，只有一个单一的过渡，从各向同性流体到一个无规管被发现，与“天鹅颈”拓扑结构的相图。然而，对于刚性较低的链，在临界点结束的不同浓度的各向同性流体之间的不混合也在高于三相点的温度下发生。相关的临界行为进行了检查，在MD模拟和发现与伊辛普适性兼容。除了这个临界行为，DFT计算同意定性与MD模拟。
2019-05-16 cond-mat.soft
Calorimetric study of the nematic to smectic-A phase transition in octylcyanobiphenyl-hexane binary mixtures
用高分辨交流量热法研究了液晶辛基氰基联苯（8 CB）和非介晶低分子量溶剂正己烷（hex）二元混合物中连续的顺磁-近晶-A（N-SmA）相变随温度和溶剂浓度的变化。在纯的和六个8 CB +hex样品上重复进行关于N-SmA转变温度的加热和冷却扫描，所述样品具有范围从x_{hex} = 0.02至0.12的己烷摩尔浓度。在该x_{hex}范围内的所有8 CB +hex样品保持宏观混溶，并表现出N-SmA热容峰，其随着x_{hex}增加非单调地向较低温度移动并在形状上演变，具有可再现的滞后。热容的虚部保持为零，直到x^{TCP}_{hex} \simeq 0.07$，在该值以上观察到明显的峰，对应于实焓和虚焓的跳跃。一个简单的幂律分析揭示了一个从0.30到0.50平滑增加的有效指数，振幅比A^{-}/A^{+} \rightarrow 1为x_{hex} \rightarrow x^{TCP}_{hex}。所观察到的这种由溶剂浓度驱动的朝向N-SmA三临界点的交叉与先前的结果一致，并且可以理解为液晶分子间势的减弱促进了增加的N-SmA波动。
2010-07-05 cond-mat.soft
Phase separation and folding in swelled nematoelastic films
我们探讨重塑的nematoelastic膜时，各向同性相共存的条件下，吸收各向同性溶剂。考虑到最佳的结晶取向的结晶序参量和溶剂浓度的梯度的相互作用，计算的界面边界的结构。这种结构决定了边界的有效线张力。我们进一步计算的平衡形状的变形薄板和圆柱和球壳的直线或圆形的边界之间的边界形状的各向同性域。该边界附近的差异膨胀或收缩会产生一种折叠模式，扩展到两个相的大部分。这种模式的层次顺序在圆柱壳上最为明显。
2017-03-03 cond-mat.soft
Solvent isotopic effect on the phase transition of lyotropic chromonic liquid crystals: Heavy water makes mesogens less charged
本研究通过相变温度、X射线散射和²³Na FT-NMR测量发现，D₂O替代H₂O会增强DSCG溶致色晶液晶的向列相稳定性，原因是更多Na⁺结合使聚集体电荷降低、静电排斥减弱。
2024-09-08 cond-mat.soft
Anisotropic electrostatic screening of charged colloids in nematic solvents
各向异性带电胶体的物理行为由其材料介电各向异性决定，影响胶体自组装，生物功能甚至失衡行为。然而，人们对各向异性静电屏蔽知之甚少，而静电屏蔽是这种软材料或生物材料中所有静电有效相互作用的基础。在这项工作中，我们证明了各向异性的静电屏蔽带电胶体粒子在电解质中。我们表明，材料的各向异性行为显着不同的粒子各向异性：静电势和对相互作用衰减与各向异性德拜屏蔽长度，对比各向同性电解质的恒定屏蔽长度。在一个实验模型系统中，电荷的饺子形近球形胶体粒子在介质中被用来探索各向异性屏蔽的影响，展示竞争的各向异性弹性和静电有效对相互作用的胶体表面电荷可调从中性到高，产生粒子分离的亚稳态。总的来说，我们的工作有助于理解各向异性介质中的静电屏蔽。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Excitable Patterns in Active Nematics
我们分析了一个模型的相互推动的细丝悬浮在一个二维的溶剂。系统经历了一个平均场各向同性的转变足够大的灯丝浓度和的超导序参量被允许在空间和时间上变化。我们发现，非均匀的电介质的顺序，活动和流量之间的相互作用的结果在空间调制的弛豫振荡，类似于在可激发介质中看到的。在这种情况下，动力学由几乎静止的时期组成，这些时期被活动的“爆发”所分隔，在这些活动中，系统被弹性扭曲，溶剂被泵送通过。在更高的活性下，动力学变得混乱。
2010-11-16 cond-mat.soft physics.bio-ph
Semiflexible Polymers Under Good Solvent Conditions Interacting With Repulsive Walls
利用密度泛函理论和分子动力学模拟研究了半柔性聚合物在排斥性平面壁约束下的溶液，阐明了壁面对聚合物链排列的促进作用和单体-壁面排斥作用引起的耗尽作用之间的竞争.一个粗粒度的珠弹簧模型与债券弯曲的潜力进行了研究，改变的轮廓长度和持久性长度的聚合物，以及在溶液中的单体浓度（良好的溶剂条件下，假设整个，和溶剂分子不包括明确）。研究了近壁处单体密度和压力张量分量的分布，得到了溶液的表面张力。虽然对于柔性聚合物，表面张力随着链长略微降低，但是对于刚性聚合物，其明显地随着链长增加。因此，在固定的密度和固定的链长下，表面张力也随着持续长度的增加而增加。链端总是在壁附近富集，但这种效应对于刚性聚合物比柔性聚合物大得多。此外，还研究了壁面附近的均方回转半径分量和介电序参量的分布，以阐明壁面诱导介电有序发生的条件。
2016-04-11 cond-mat.soft
Equation of State for Macromolecules of Variable Flexibility in Good Solvents: A Comparison of Techniques for Monte Carlo Simulations of Lattice Models
通过广泛的蒙特卡罗模拟，得到了简单立方晶格上无热键涨落模型的渗透状态方程。对于短的大分子（链长N=20），我们研究了各种选择的链刚度的状态方程的影响。应用并比较了三种技术，以严格评估其效率和准确性：排斥壁法，热力学积分法（这取决于在巨正则系综模拟的可行性），和最近提倡的沉降平衡方法，它记录在一个外部的密度分布（例如，类引力）场，并通过局部密度近似从流体静力平衡条件推断状态方程。我们确认的结论是，后者的技术是更有效的排斥壁方法，但我们发现，热力学积分方法是同样有效的沉降平衡法。对于非常刚性的链的发病的顺序强制形成的各向同性的沉积平衡法导致强烈的舍入效应和偏离的过渡制度的真实状态方程的界面。
2007-07-23 cond-mat.soft
Probing Molecular Ordering in the Nematic Phases of para-Linked Bimesogen Dimers through NMR Studies of Flexible Prochiral Solutes
在CBnCB系列介晶二聚体（n= 7，9，10，11）所形成的非晶相中，测量了全氘代正癸烷的四极分裂.测量的结果，报告连同使用5CB的共同的正癸烷的溶剂相的相关测量。从单体和二聚溶剂分子的氰基联苯介晶单元的$^{13}$ C光谱获得的数据产生这些单元的序参量。从这组实验中获得的信息用于阐明低温（N $_X$）和高温（N）CbnCB二聚体（n= 7，9，11）的结晶相的结构。极性扭曲的双（N $_{PT}$）模型被发现提供了一个一致的描述，不仅这些测量，而且在文献中报道的这些阶段的NMR测量。这些结果表明高温超导相（N）不是一种普通的、局部单轴的、非极性的超导相，而是由N $_{PT}$团簇组成的超导相。扭曲弯曲（N $_{TB}$）模型，通常确定与N $_X$阶段，被证明是不够的帐户，甚至定性的实验结果的关键功能。
2019-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase behaviour and self-assembly of semiflexible polymers in poor-solvent solutions
本研究结合Langevin动力学与Wang-Landau Monte Carlo模拟，绘制单链及多链半柔性聚合物在不良溶剂中的温度—刚度相图，揭示球状、扭rod、扭toroid及向列束间的转变机制。
2024-09-07 cond-mat.soft
Self-consistent field theory of semiflexible nematics: Density-nematic coupling, anisotropic elasticity, and defect core sizes
School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院）
通过自洽场理论，研究半柔性链在向列相中的线性响应，揭示密度-向列序耦合对向列态稳定性的影响，并解释Frank弹性常数、关联长度与+1/2向错核心尺寸的关系。
2026-11-10 cond-mat.soft
An anchoring transition at surfaces with grafted liquid-crystalline chain molecules
用计算机模拟和平均场方法研究了接枝液晶链分子表面上的液晶锚定。计算机模拟表明，集体倾斜链的溶胀层可能会导致非倾斜垂面（垂直）排列在流体中。结果可以在一个简单的理论模型中理解。相互吸引的链层上的锚定由链分子层和溶剂之间的界面结构决定。它由吸引链相互作用、溶剂的平移熵及其弹性之间的相互作用控制。预测了由接枝密度驱动的从倾斜取向到垂面取向的二级锚定转变。
2002-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nemato-elasticity of hybrid molecular-colloidal liquid crystals
浸入热致液晶溶剂中的胶体棒是所谓的混合液晶的基础，其特征在于具有可调的双折射流动性，其对称性范围从常规的单轴双折射或反双折射到正交[Mundoor等人，Science 360，768（2018）]。我们提供了这样的系统的弹性模量的理论分析，通过考虑通过表面锚定力，以及空间和静电的杆本身之间的相互作用与嵌入溶剂的各个杆之间的相互作用。对于单轴系统的胶体棒的存在下产生显着增加的splay弹性，我们发现在定量与实验测量。对于正交混合液晶，我们提供了所有12个弹性模量的估计，并表明，只有一个小的子集，这些弹性常数发挥相关的作用，在描述线虫的弹性性能。简要讨论了在实验中确定弹性模量的复杂性和可能性。这些结果将有助于激发未来的研究缺陷修饰的“拓扑”胶体和分析边界驱动的现象，其中双轴向列相产生的非平凡的导演拓扑起着关键作用。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Wetting transitions of polymer solutions: Effects of chain length and chain stiffness
通过粗粒分子动力学模拟和密度泛函理论计算研究了柔性和半柔性聚合物溶液的润湿和干燥现象。这项研究是基于使用的杨氏方程的接触角，确定所有相关的表面张力的压力张量的各向异性。溶剂质量（或等效的有效温度）系统地变化，而所有其他相互作用保持不变。对于柔性聚合物，润湿转变温度$T_{\rm w}$随链长$N$单调增加，而在远低于$T_{\rm w}$的温度下的接触角与$N$无关。对于半柔性聚合物溶液，$T_{\rm w}$随持续长度非单调变化：最初，$T_{\rm w}$随链刚度的增加而增加并达到最大值，但随后观察到$T_{\rm w}$的突然下降，这与系统的各向同性-均质转变有关。
2021-11-01 cond-mat.soft
