Nematic droplets in aqueous dispersions of carbon nanotubes
剥离的胆盐稳定的单壁碳纳米管的水分散体表现出一级转变为非晶液晶相。所述纳米相本身以微米级纳米液滴的形式存在，也称为类晶，自由漂浮在各向同性主体分散体中。微滴呈纺锤形，无论大小，其纵横比约为4。我们把这归因于一个导演场是均匀的，而不是双极，这是证实了偏振显微镜。因此，锚定强度和表面张力的比率必须是大约4，这比理论上预测的大得多，但与双极类触体的早期观察结果一致。从数据中的分散性，我们推断出共存的各向同性相和均质相的表面张力必须非常低，即，在nN/m的数量级。
2013-06-23 cond-mat.soft
Self-organization and shape change by active polarization in nematic droplets
细胞内发生的积极力量可以驱动涉及自发组织和形状变化的关键生物过程，如细胞分裂。最近在体外实验的细胞骨架丝和电机，自组织和分裂的微滴的动机，我们提出了一个最小的流体动力学模型，结合了非平衡动力学的电机丝的相互作用与平衡微相分离。马达在液滴内组织，并将细丝结构化成极化的星状缺陷。在大的运动活动中，它们甚至可以使液滴变形或分裂，或形成多星状液滴链。我们预测的相图概括了这些实验观察到的形状。
2021-02-15 cond-mat.soft physics.bio-ph
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
Dynamic control of speed and trajectories of active droplets in a nematic environment by electric field and focused laser beam
活性物质科学的一个目标是揭示混沌微尺度动力学可以转化为有用的工作的原则。一个可调的液晶环境提供了许多可能性，其中之一是一个充满了游泳细菌水分散体的活性液滴的定向运动。在这项工作中，使用的响应性的电场和光，我们演示了如何控制的方向和速度的活性液滴。介电响应的电场导致两个效果：（i）重新定向的整体指向矢，和（ii）改变周围的液滴的指向矢配置的对称性。第一个效果改变了推进方向，而第二个效果改变了速度。指向液滴附近的激光束可以通过在偶极和四极配置之间切换来触发围绕液滴的所需指向矢对称性，从而影响推进的运动性和极性。主动液滴的方向和速度的动态调整代表了可控微泳者发展的一个进步。
2021-10-31 cond-mat.soft
Fingering Instability of Active Nematic Droplets
从有丝分裂纺锤体到组织和生物膜，许多生物系统表现为活跃的液滴，它们经常打破对称性并自发地改变形状。在这里，我表明，积极的微滴可以经历一个指法不稳定性。我认为一个活跃的流体，通过锚定在液滴界面，获得双秩序，我预测其形态稳定性的三个无量纲参数：锚定角，双秩序的渗透长度相比，液滴的大小，和一个活跃的毛细管数。具有伸展（收缩）应力和平面（垂面）锚定的液滴在临界活性或液滴尺寸以上是不稳定的。这种不稳定性本质上是界面性的：它是通过主动流动与界面运动的耦合而产生的，即使主动向列相的体不稳定性不能发生。与活性物质的动态特征不同，不稳定性可以产生静态指进模式。手指的数量随着活动而增加，但随着肌肉渗透长度而非单调变化。总的来说，这些结果可以帮助理解生物系统的自组织形状，并在活性材料中设计图案。
2022-02-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Defect configurations and dynamical behavior in a Gay-Berne nematic emulsion
为了模拟由分散在基质中的表面活性剂涂覆的水滴组成的乳状液，我们对浸没在2048个Gay-Berne椭球体系统中的水滴进行了分子动力学模拟。强大的径向锚定在液滴表面诱导土星环缺陷配置，与理论预测非常小的液滴。一个表面环配置观察到较低的径向锚定强度，和一对点缺陷附近的极的液滴切向锚定。我们还模拟了落球实验，并测量了拖曳力的各向异性，在存在强径向锚定以及零锚定强度。
1999-11-21 cond-mat.soft
Continuous rotation of achiral nematic liquid crystal droplets driven by heat flux
胆甾型（手性向列型）液晶的悬浮液滴在存在热通量的情况下由于温度梯度而自发旋转，这种现象称为莱曼效应。到目前为止，还不清楚这种效应是由于相位和分子的手征性还是仅仅由于指向矢场的手征性。在这里，我们报告的连续旋转的温度梯度的溶致变色液晶具有扭曲的双极配置的微滴。分子组分的非手性性质导致自发扭曲的随机手性，导致在两种意义上旋转的液滴共存，其速度与温度梯度成正比，与液滴半径成反比。这一结果表明，指向矢场的宏观扭曲足以引起液滴的旋转，并且相和分子不需要是手性的。这表明，人们也可以解释莱曼旋转胆甾相液晶，而不引入莱斯利热机械耦合-只存在于手性中间相。根据Akopyan和Zeldovich理论的热力学效应在向列相的解释提出和讨论。
2016-06-30 cond-mat.soft
Topological Defects in Nematic Droplets of Hard Spherocylinders
利用计算机模拟，我们调查的微观结构的奇异指向矢场内的一个微滴。我们采用硬球柱作为双液晶的理论模型。为了诱导整体拓扑电荷，粒子要么被限制在具有垂面边界的二维圆形空腔中，要么被限制在三维球体的表面上。这两个系统表现出半整数拓扑点缺陷。各向同性的缺陷核心具有一个粒子长度的数量级的半径，并由独立的密度振荡包围。两个缺陷之间的有效相互作用进行了研究。所有的结果都应该是在胶体液晶薄片中实验观察到的。
2000-07-14 cond-mat.soft
Light-induced dynamics of liquid-crystalline droplets on the surface of iron-doped lithium niobate crystals
我们研究了铁掺杂的锂离子酸盐晶体的表面上产生的光伏场的铁电性液晶和沉积在该表面上的标准的铁电性液晶材料的液滴上的效果。当用激光束照射这样的组件时，引发了广泛的动态现象。位于激光光斑外部的液滴被拖向照射区域的方向，而位于照射区域内部的液滴倾向于彼此桥接并重新排列成卷须状结构。在铁电体的双相（NF）中，这些过程通过形成演化成射流的锥形尖峰而发生，类似于暴露于超临界电场的常规介电液体的液滴的行为。然而，与常规液体相反，NF相的喷射流表现出深刻的分支。在铁电介质和标准铁电介质材料的双相（N）中，动态过程经由对于经受亚临界场的常规液体典型的边缘光滑的连续特征发生。动力学行为的差异是由于铁电相的介电常数相对于铁电相的介电常数的大幅增加。
2022-08-03 cond-mat.soft
Spontaneous division and motility in active nematic droplets
本文研究了被各向同性牛顿流体包围的具有内部有序性的活性液滴的力学行为。使用数值模拟，我们表明，由于积极的压力和缺陷的几何形状的pronunciator之间的相互作用，该系统表现出两个活细胞的基本功能：自发分裂和运动，通过自生流体动力学流动。这些行为可以选择性地激活通过控制一个单一的物理参数，即，一个活跃的变量的毛细管数。
2013-10-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Dynamics of capillary coalescence and breakup: quasi-two-dimensional nematic and isotropic droplets
我们第一次观察到形成的小卫星液滴从桥在液滴聚结。在向列相-各向同性相变的两相区用Hele-Shaw盒进行了研究。在以前关于聚结的工作中，人们认为在聚结开始之前，液滴两侧的外部流体连接区域之间存在桥（外桥）。在聚结开始后，出现连接两个液滴的桥（液滴桥）并且外部桥断裂。我们第一次表明，有聚结过程后，开始聚结的液滴桥和外桥可以存在。这从根本上改变了聚结过程。在第一聚结阶段，外桥尺寸减小，液滴桥尺寸增大。在第二阶段，外桥变得不稳定，夹断，尖端域的形成，二次不稳定，尖端域的分裂和卫星液滴的形成。我们的工作连接两个领域的流体动力学：合并和分裂与卫星液滴的形成。
2021-04-08 cond-mat.soft
Freedericksz-like positional transition of a micro-droplet suspended in a nematic cell
本文研究了悬浮在液晶盒中的球形微滴在外加电场作用下的类Freedericksz位置跃迁。基于格林函数法对弹性能的数值计算，通过微液滴的浮力与液晶盒内存在的弹性能梯度形成的有效力之间的竞争，确定微液滴的平衡位置。结果表明，弹性能占主导地位的动力学的微液滴，直到施加的外场达到一个临界值大到足以压平的弹性能轮廓在中心区域，这使得不对称的浮力驱动液滴突然从细胞中平面到一个新的平衡位置。还发现，这样一个阈值的外场，触发位置转换，取决于厚度$L$和弗兰克弹性常数$K$，在Freedericksz的方式，但乘以一个因子$3\sqrtπ$。提出的临界电场的显式公式与数值计算结果吻合得非常好。
2019-07-02 cond-mat.soft
Ferroelectric Nematic Droplets in their Isotropic Melt
本文通过偏光显微镜研究各向同性熔体中共存的铁电向列相液滴，发现其扁平形态、翼形缺陷运动及电场驱动漂移和振荡行为，并据此确定极化场，揭示缺陷体积周围存在正负束缚电荷对。
2022-09-19 cond-mat.soft
Post-Tanner spreading of nematic droplets
圆形液滴在固体基底上的准稳态铺展通常遵守所谓的坦纳定律，瞬时基半径R（t）随时间增长为R ~ t^{1/10} --对于小尺寸液滴，毛细力的主导作用的效果。然而，对于双折射液晶的液滴，更快的扩散定律在长时间内开始，使得R ~ t^alpha，其中alpha显著大于Tanner指数1/10。在薄膜模型（或润滑近似）的框架中，我们将这种“加速”描述为向列相（界面处的拮抗锚定）的强基底-液体相互作用所驱动的向定性不同的扩散制度的过渡。薄膜方程的数值解与向列相的实验数据吻合得很好，即使非牛顿流变学尚未考虑在内。因此，我们补充的理论与后坦纳阶段的传播，注意到传播过程可以预期从通常的毛细作用为主的阶段跨越到一个政权，整个水库成为一个扩散膜的意义上的Derjaguin。
2009-10-01 cond-mat.soft
Geometric Frustration in Twist-Bend Nematic Droplets
本文研究弯折向列相液滴在受限和径向锚定下的几何阻挫，通过数值模拟和拓扑几何分析，揭示其复杂的层状态、缺陷和霍普夫子，并指出与胆甾相结构等价但几何迥异。
2025-05-22 cond-mat.soft
Shear dynamics of an inverted nematic emulsion
在这里，我们从理论上研究了剪切流下的二维和三维各向同性液滴在双液晶中的动力学。我们发现了一个大的剧目可能的非平衡稳态的剪切速率和锚定在液滴表面上的的方向指示剂字段的函数。我们首先讨论垂面锚定。对于弱锚定，我们恢复的典型行为的剪切各向同性液滴在一个二元流体，旋转，拉伸，并可以打破所施加的流量。对于中间锚定，新的可能性出现，由于弹性效应的流体。我们发现，在这种制度的二维液滴可以倾斜和移动的流动，或翻滚不断在中心的通道。对于足够强的锚定，最后，在平衡时靠近各向同性液滴表面形成的拓扑缺陷中的一个或两个与其分离，并被流拖到深的非平衡状态。相反，在3D中，与正常锚定向错线相关的土星环可以通过流动变形并向下游移动，但至少在我们探索的参数范围内，始终保持在液滴附近。2D中的切向锚定导致不同的动态响应，因为这种情况下的boojum缺陷特性可以在相对于正常锚定情况的较弱剪切下从液滴中解绑。我们的研究结果应刺激进一步的实验与反液晶乳液剪切下，因为大多数的预测可以通过监测液晶取向模式的演变或跟踪随时间的液滴的位置和形状在原则上是可测试的。
2016-09-04 cond-mat.soft
Orientational instability and spontaneous rotation of active nematic droplets
在实验中，浸没在大量表面活性剂溶液中的单个化学活性液晶（LC）液滴可以沿着直线、螺旋形或随机轨迹自推进。在本文中，我们开发了一个极小模型捕捉所有三种类型的自推进轨迹的情况下，垂直锚定在LC-流体界面上的液滴的ACLC。我们模拟由一个单一的首选的极化矢量是两个重定向机制，即内部流动引起的位移的刺猬缺陷和液滴的旋转的主题的下降内的导演字段。在此降阶模型中，液滴的表面活性剂传输和表面活性剂的有序化之间的耦合由液滴的界面性质随表面活性剂极化的变化来表示。我们的分析表明，一种新的模式的取向不稳定性出现从两个重定向机制的竞争，其特征在于由一个自发旋转的螺旋状的自推进轨迹负责的自推进下降。反过来，我们还表明，随机轨迹在各向同性和dropdrops都源于对流驱动的过渡到混沌。不同的推进模式的继承是一致的实验报告的液滴轨迹的形状的转变，作为液滴的大小是不同的。
2019-09-07 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Shape Bistability in Squeezed Chromonic Droplets
本文研究了在平行平板间挤压的有色液晶液滴在指向矢上的简并切向锚定。在共存制度，其中液滴中的α相与周围的熔体处于平衡，我们的二维理论模型预测的制度的形状双稳态足够大的双极液滴，其中tactoids（尖的形状）和discoids（光滑的形状）共存于平衡。目前尚未观察到这种现象。色甘酸二钠（DSCG）的二维液滴已经成为彻底的实验研究的对象[Y. K. Kim等人，J.物理学：康登斯Matter 25，404202（2013）]。我们表明，我们的理论是在良好的定量协议与这些数据，并从中提取什么承诺是一个更准确的估计各向同性表面张力在DSCG的结晶/熔体界面。
2021-03-27 cond-mat.soft
Optical manipulation of sessile droplets of nematic liquid crystalline materials on the surface of a photovoltaic crystal
本研究利用LN:Fe晶体的体光伏效应产生表面电场梯度，实现对5CB、8CB和E7液晶固着液滴合并、射流与碎裂的光学操控。
2023-09-29 cond-mat.soft physics.optics
Computer simulation of topological defects around a colloidal particle or droplet dispersed in a nematic host
我们用分子动力学来研究球形颗粒或液滴周围的微液晶的有序性。各向同性边界条件和强锚定在粒子表面及其附近产生刺猬指向矢配置;这种拓扑缺陷被周围液晶中的附近缺陷结构抵消，从而在大距离处给出均匀的指向矢场。我们观察到三种不同的颗粒尺寸的缺陷结构：一个四极环缺陷周围的颗粒在赤道平面;一个偶极的卫星缺陷在北极或南极;和一个过渡，非赤道，环缺陷。这些观测结果与最简单的弹性理论的预测大体一致。通过研究密度和序参数图，我们能够检查粒子表面附近的行为，并在向错核心区域，弹性理论是不适用的。尽管在我们的系统中的不均匀性的相对较小的规模，简单的理论给出了相当准确的预测的缺陷位置随颗粒尺寸的变化。
2002-03-04 cond-mat.soft
Morphology of active deformable 3D droplets
我们在三维空间中数值研究了活动微滴的形态和向错线动力学。虽然我们的模型只采用了最简单的形式的非手性主动应力，主动微滴显示出前所未有的复杂形态。对于伸展活动，指状突起生长在向错线与液滴表面相交的点处。然而，对于收缩活动，活动场驱动杯状液滴内陷、奔跑和翻滚运动或表面皱纹的形成。这种多样性的行为被解释在活跃的锚定，活跃的流动和动态的能动位错线之间的相互作用。我们讨论了我们的研究结果，如形态发生，集体癌症入侵和生物膜的形状控制的生物过程中，这表明，一些生物系统可能共享相同的潜在机制，作为活性微滴。
2020-10-20 cond-mat.soft physics.bio-ph
Nematic Tactoid Population
Tactoids是在各向同性流体中的尖的、纺锤形的液晶液滴。它们长期以来被观察到存在于无机和有机向列相、热致相以及溶致胶体聚集体中。变分问题的最佳形状的确定一个可调液滴是艰巨的，只有在选定的类别的形状和导演领域的攻击。在这里，通过考虑一类新的双极液滴的可接受的解决方案，我们研究的流行率在人口中的所有平衡形状的每三个可能是最佳的（tactoids主要是其中）。我们展示了一种形状的流行是如何受液滴的体积$V_0$和鞍形张开常数$K_{24}$的材料的影响。特别是小$V_0$和小$K_{24}$（适当缩放）的Tactoids占优势。我们的形状（和指向矢场）与迄今为止所采用的形状（和指向矢场）完全不同，从而揭示了$K_{24}$的一个相当不同的作用。
2020-10-16 cond-mat.soft
Synthesis of achiral rod-shaped triazolic molecules and investigation of their striped texture and propeller-patterned nematic droplets
本文合成含联苯核与三唑基的新型非手性棒状介晶分子，发现其在向列相—近晶C相转变附近出现条纹和螺旋桨液滴织构，并指出该现象提示自发对称性破缺。
2023-10-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Parity Breaking in Nematic Tactoids
我们从理论上研究了在什么条件下纺锤形的微滴或类晶中的指向矢场会获得扭曲的宇称破缺结构。通过最小化的体积弹性和表面能的总和，我们表明，扭曲的导演场是稳定的，如果扭曲和弯曲的弹性常数是足够小的相比，张开的弹性常数，但只有当液滴体积大于一些最小值。此外，我们表明，从一个扭曲的扭转董事场结构的过渡是一个尖锐的函数的各种控制参数。我们预测，悬浮液的刚性，棒状颗粒不能支持液滴的奇偶性破碎结构，而它们可能会发生在那些半柔性，蠕虫状颗粒。
2004-11-01 cond-mat.soft
Defect driven shapes in nematic droplets: analogies with cell division
基于活细胞有丝分裂过程中纺锤体结构与受限液晶中纺锤体结构的惊人相似性，我们采用二维连续介质液晶液滴模型来研究细胞分裂的物理过程。该模型研究了体积弹性的微管组件，描述为一个液晶，和表面弹性的细胞皮质，建模为一个有界的柔性膜，在控制细胞的形状和分裂之间的相互作用。在纺锤体极点的中心体对应的拓扑缺陷的核心，需要容纳在一个封闭的几何体的顺序。我们绘制出健康的双极和故障多极司作为一个有效的参数，结合积极的进程和控制中心体分离的功能的进展。一个强大的预测，独立于能量的考虑，是从一个单一的细胞到子细胞的过渡发生在这个参数的临界值。我们的模型还表明，微管锚定在细胞皮层可能发挥了重要作用，成功的双极分裂。这可以通过调节微管锚定进行实验测试。
2017-01-11 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Numerical Method of Lines for the Relaxational Dynamics of Nematic Liquid Crystals
我们提出了一个有效的数值方案，线的方法的基础上，求解的Landau-de Gennes方程描述弛豫动力学的液晶。我们的方法在计算上易于实现，平衡了效率和准确性的要求。我们基准我们的方法，通过研究以下问题：各向同性的，双晶界面，生长的双晶液滴在各向同性相和动力学的粗化淬火后进入双晶相。我们的研究结果，通过解决方案的全粗粒度的运动方程，没有近似，提供了一个严格的测试的各向同性的界面的de Gennes ananastomosis，说明在成核制度的液滴的各向异性字符和验证的动力学缩放在粗化制度。
2008-04-30 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
Trapping of isotropic droplets by disclinations in nematic liquid crystals controlled by surface anchoring and elastic constant disparity
研究表面光刻图案化向列相液晶中向错捕获各向同性液滴的位置偏移，揭示其由表面锚定及弯曲、展曲弹性常数差异共同决定。
2024-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Osmotic compression of droplets of hard rods: A computer simulation study
通过计算机模拟，我们研究了硬，棒状颗粒的液滴如何优化其形状和内部结构的影响下的渗透压缩所造成的球形颗粒，作为消耗剂的存在。在足够高的渗透压下，组成液滴的杆自发地排列，使它们变成单轴向的双折射液晶液滴。以这种方式形成的微滴或“类晶”不是球形的，而是细长的，这是由各向异性表面张力和指向矢场的弹性形变之间的竞争造成的。在最近的理论预测，我们发现，足够小的tactoids有一个统一的导演场，而大的特点是由双极导演场。从液滴的形状和指向矢场变换，我们能够估计表面锚定强度和硬棒晶体的弹性常数的平均值。
2009-02-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topology of three-dimensional active nematic turbulence confined to droplets
活性向列相包含拓扑缺陷，其在足够的活性下以混沌准稳态移动、产生和湮灭，称为活性湍流。然而，了解限制下的活性缺陷是一个开放的挑战，特别是在三维。在这里，我们展示了三维主动湍流的拓扑结构下的球形约束，使用数值模拟。在这样的球形液滴中，我们展示了拓扑缺陷的三维结构，由于封闭的限制，这些拓扑缺陷以闭环或表面到表面的跨越线段的形式出现。在湍流制度中，缺陷被证明是强烈的空间和时间变化，与正绕组，负绕组和扭曲的配置文件之间的持续变换，并与零和非零拓扑电荷的缺陷循环。主动湍流的时间轴的特征在于四种类型的体拓扑链接事件-破裂，湮灭，合并和交叉的缺陷-我们讨论可以用于分析不同的三维几何形状的主动湍流。湍流区由一阶结构转变与稳态涡结构的低活动区和偏移单点缺陷分开。我们还展示了耦合的表面和散装拓扑缺陷动力学改变从强垂直面内表面对齐。更一般地说，这项工作的目的是提供深入了解三维主动湍流，明显从新兴的三维拓扑缺陷的拓扑结构的角度。
2019-08-02 cond-mat.soft
Lipid-Mediated Control of Thermally Induced Shape Transformations in Liquid Crystal Droplets
Debye Institute for Nanomaterials Science, Utrecht University（乌得勒支大学德拜纳米材料科学研究所）
研究脂质和液晶中分子组织到介观形状转变，通过偏振光学显微镜研究单油酸甘油酯掺杂8CB液滴温度依赖结构演变，发现内部单油酸甘油酯浓度和外部脂质环境共同调控相变等，揭示相关转变及形态动力学机制，确立脂质相关参数的关键作用。
2026-07-29 cond-mat.soft
Formation of nematic liquid crystalline phase of F-actin varies from continuous to biphasic transition
我们发现，各向同性的液晶相变的F-肌动蛋白可以是连续的或不连续的，这取决于关键的细丝长度。对于平均纤维长度> 3 μ m的F-actin，我们证实了纤维排列和局部浓度的转变都是连续的。相比之下，对于细丝长度< 2 μ m的F-肌动蛋白溶液经历一级转变。观察到了共存的各向同性和非对称域的Tactoidal液滴。成核和增长和spinodal分解的现象都发生，敏感地依赖于确切的浓度和平均细丝长度的F-肌动蛋白。在后期，触晶状液滴继续生长，偶尔合并形成较大的颗粒。
2005-06-30 cond-mat.soft
Formation and field-driven dynamics of nematic spheroids
基于液晶（LC）材料的新兴技术越来越多地利用纳米级缺陷的存在，这与LC的典型应用- LC显示器不同。LC缺陷固有的纳米级特性为这类迷人的材料的应用提供了重要的机会和障碍。基于模拟的方法来研究限制和界面锚定条件对LC域的影响，在过去的十年中取得了重大进展，模拟现在能够访问实验相关的微米尺度，同时捕获纳米级缺陷结构。在这项工作中，连续模拟进行，以研究不同的球形几何形状的微米级的微乳液液晶液滴的动力学。向列型液滴是最简单的固有缺陷包含LC结构之一，并且也与基于聚合物分散LC的“智能”窗口技术相关。模拟结果包括微相的形成和外部场切换动力学的形状从扁长到扁长的液滴。结果包括定性和定量的洞察到纳米级缺陷动力学和结构转变的复杂耦合到微米级的重新取向。动态机制和相关的LC缺陷中存在的液滴中的结构转变。液滴尺度的度量，包括序参量和响应时间的范围内的实验可访问的电场强度确定。这些结果具有基础性和技术相关性，因为在存在缺陷的情况下对LC动力学的理解增加是该领域继续发展的关键障碍。
2017-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Frequency dependent deformation of liquid crystal droplets in an external electric field
悬浮在相同物质的各向同性相中的向列相液滴经受不同频率的交变电场。该体系被小心地保持在各向同性-介晶共存区域，该区域由于少量的非介晶添加剂而加宽。尽管液滴在低频率（10 Hz的量级）和高频率（在kHz范围内）下保持球形，但在中频下，我们观察到液滴在垂直于所施加场的平面中显著变平。液晶（LC）液滴的变形发生在具有正和负介电各向异性的物质中。实验数据可以用漏电模型和有限电导率引起的外加电场的屏蔽相结合来定量建模。
2009-03-26 cond-mat.soft
Coalescence-induced alignment of anisotropic particles in drying sessile droplets
Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (IET-2)（亥姆霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所（IET-2））；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）
该研究通过介尺度模拟揭示了干燥悬垂液滴聚并及蒸发对各向异性粒子取向的影响，推导了几何标度，明确接触角调控取向保持效果，为印刷材料性能调控提供了依据。
2026-08-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Nucleation and shape dynamics of model nematic tactoids around adhesive colloids
最近的实验表明，如何线虫有序的tactoid形状的肌动蛋白液滴可以重组和肌球蛋白分子马达的行动分开。在本文中，我们考虑如何类似的形态变化，可以在平衡条件下实现。使用模拟，原子和连续，和一个唯象模型，我们探讨如何成核动力学，形状变化，和最终的稳定状态的一个aptactoid液滴可以修改模型的相互作用，模仿肌球蛋白马达集群的粘合剂胶体。我们的研究结果提供了一个处方所需的最低条件，以稳定tactoid重组和分裂在平衡胶体-凝胶设置。
2019-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Running streams of a ferroelectric nematic liquid crystal on a lithium niobate surface
铁电液晶材料的固着液滴暴露于由X切割的铁掺杂的钛酸锂晶体中的热电和光电（光伏）效应产生的表面电场。由此产生的动态过程进行了监测偏振光学（视频）显微镜（POM）。在加热/冷却循环期间，首先，液滴将其形状从球形改变为扩展的椭圆形。然后它们开始沿着表面电场快速移动，即，沿着晶体的极轴（c轴）。在该运动期间，若干液滴合并成朝向顶部表面区域的边缘延伸的流动流（卷须）。最后，实际上所有液晶材料都从晶体的顶表面传输到侧表面。在稳定的温度下，组件的激光照射引起局部化到照射区域的动态过程。此外，在这种情况下，LC液滴合并成几个卷须状的形成物，其优先沿着晶体的c轴取向。卷须的图案随时间而波动，但只要有光照，它就会持续存在。在这种情况下，LC材料在照明区域的中心和边缘区域之间传输。
2022-09-12 cond-mat.soft
Confined chiral polymer nematics: ordering and spontaneous condensation
我们研究了球形外壳内的长限制性手性聚合物的缩合，模仿病毒衣壳内的DNA缩合。Landau-de Gennes的凝聚自由能{ \sl Angles}适用于凝聚聚合物，使我们能够详细研究凝聚过程，在不同的边界条件下，在封闭的墙壁，模拟排斥和吸引的聚合物表面相互作用。增加的手性，我们观察到的环形冷凝物转化成一个封闭的表面，增加属，类似于在低温显微镜的噬菌体中观察到的有序结构域的形成。
2012-10-11 cond-mat.soft
Confinement twists achiral liquid crystals and causes chiral liquid crystals to twist in the opposite handedness: Cases in and around sessile droplets
本研究通过实验和理论模型，揭示了受限液晶中弹性各向异性与拓扑缺陷导致的手性对称性破缺及亚稳相反手性扭曲，为利用大弹性各向异性液晶创造和控制手性结构提供了新途径。
2023-12-22 cond-mat.soft
Mesoscale Structure of Chiral Nematic Shells
对液晶中拓扑缺陷的理解和控制一直是人们关注的焦点。在这方面，液滴形式的限制特别有效。在这里，我们采用Landau-de Gennes方法来探讨壳几何中的几何挫折，并专注于手性材料。通过改变均匀壳层的手性和厚度，我们构建了一个包含四价结构、双极结构（BS）、弯曲结构和径向球形结构（RSS）的相图。结果发现，在均匀的壳，BS到RSS结构的转变，在响应于两个手性和壳的几何形状，伴随着突变的缺陷位置，这意味着潜在的使用手性的双壳传感器。此外，我们研究了壳层的厚度不均匀性，并证明了非手性和手性双壳层表现出不同的平衡位置，其内核由壳层手性c。
2016-07-27 cond-mat.soft
Colloidal Directional Structures at a Nematic Liquid Crystal-Air Interface
本文研究向列相液晶-空气界面上胶体液滴形成的定向链、分支及分形团簇，揭示液滴多分散性引起的偶极-四极相互作用是定向结构形成的关键机制。
2023-08-13 cond-mat.soft
Activity drives self-assembly of passive soft inclusions in active nematics
本研究探索了活性向列相流体中被动液滴的自组织行为，通过数值模拟揭示其相图特征，证明活性时间调制可精确控制结构转变，为自适应智能材料设计提供新途径。
2025-04-13 cond-mat.soft
Transformation between elastic dipoles, quadrupoles, octupoles and hexadecapoles driven by surfactant self-assembly in nematic emulsion
在基质内包含各向同性流体液滴的乳液对于从生物检测到智能窗的应用是令人感兴趣的，其依赖于液滴周围的分子排列结构响应于化学、热、电和其他刺激的变化。我们表明，微量的常见表面活性剂的吸收或解吸可以驱动连续的转换的弹性多极内均匀排列的微滴的主机。指向矢结构的失平衡动力学来自于不同表面活性剂在液滴-液滴界面处的受控自组装或脱附，随之而来的是弹性偶极、四极、八极和十六极之间的正向和反向转换。我们表征液滴引起的表面和体缺陷的相互转化，探测弹性对相互作用，并讨论了可重构微乳液的基础科学和应用的新兴前景。
2022-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electric field-induced interfacial instability in a ferroelectric nematic liquid crystal
本研究针对外电场下铁电向列液晶的界面行为，发现超阈值电压会引发指状界面不稳定性，测定了不同结构下阈值电压的频率特性，揭示了极化与指向矢的平行关系，并结合已有不稳定性理论解释了结果。
2023-05-01 cond-mat.soft
Droplet Breakup of the Nematic Liquid Crystal MBBA
液滴破碎是牛顿流体中的一种已被充分研究的现象。这种行为的一个性质是，独立于初始条件，最小半径表现出幂律缩放与剩余的时间分裂τ。由于它们具有额外的结构和剪切依赖性粘度，液晶对这样的研究提出了有趣的复杂性。在这里，我们研究了一种称为MBBA的合成液晶液晶的分解。我们确定的解决方案，通过使用一个交叉偏振器设置在现场与液桥分裂装置的相位。与先前对粘性-惯性流体破碎中的标度行为的研究一致，当MBBA处于各向同性相时，最小半径减小为τ ^{1.03 \pm 0.04}。然而，在第二阶段，我们观察到非常不同的变薄行为。我们的测量变薄的配置文件是一致的两种解释。在第一种解释中，解体是普遍的，由两种不同的制度组成。第一种状态的特征在于具有单个最小值的对称轮廓，该最小值的半径随着τ ^{1.51 \pm 0.06}减小。第二和最后的制度的特点是两个极小值，其半径减少τ ^{0.52 \pm 0.11}。这些结果与先前测量的液晶8CB和5CB的双相破裂非常一致。有趣的是，我们发现整个变薄行为也可以用指数衰减拟合，使得R_{min} \sim exp（（1.2 \times 10^2 Hz）τ）。这种依赖性更容易让人联想到聚合物中的断裂，其中熵拉伸减缓了变薄过程。液晶中的一种类似的慢化机制可能来自于控制缺陷动力学的拓扑约束所扮演的角色。与这种解释一致，交叉偏振器图像表明，在分裂期间发生液晶域的显著对齐。
2012-12-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Electrically controlled propulsion of skyrmions in chiral nematic
Advanced Materials and Liquid Crystal Institute, Department of Physics, Kent State University（肯特州立大学先进材料与液晶研究所物理系）
研究通过电场控制胆碱性向列相中天元子的微尺度动态，实现预编程轨迹的可控推进。
2026-03-26 cond-mat.soft
Modulated nematic structures induced by chirality and steric polarization
什么样的一维调制双折射结构（ODMNS）可以形成非手性和手性双折射核和二聚体材料？在这里，使用Landau-deGennes理论的向列相，扩展到占分子的空间极化，我们研究了形成ODMNS的可能性，无论是在非手性和固有手性液晶材料。除了α和β相，我们发现了四个非手性材料的体ODMNS，其中两个还没有报道到目前为止。这些新的结构是纵向（$N_{LP}$）和横向（$N_{TP}$）周期波，其中在一维中是周期性的极化场分别保持平行和垂直于波矢量。另外两个相具有扭转-弯曲双相（$N_{TB}$）和展曲-弯曲双相（$N_{SB}$）的所有特征，但它们的精细结构似乎比迄今为止所考虑的更复杂。分子手性的存在将非手性$N_{TP}$和$N_{SB}$转化为新的$N_{TB}$相。有趣的是，非手性$N_{LP}$相可以保持稳定，即使在存在固有的分子手性。示例性的相图提供了对这些新的调制的双折射结构的相对稳定性的进一步了解。
2015-11-20 cond-mat.soft
Modulated nematic structures and chiral symmetry breaking in 2D
本文用蒙特卡罗模拟研究了双轴粒子通过各向异性对势相互作用的性质，包括二阶四极和三阶八极耦合项。粒子占据2D正方形晶格的位置，并且相互作用限于最近的邻居。该体系表现出自发的手征对称性破缺，从各向同性相转变为手性调制相，由两个手性畴组成。当四极张量和八极张量的两重轴重合时，这种调制相位似乎是与几个晶格间距相当的间距的Ambiquinus弯曲相位，这可以被视为弯曲扭曲弯曲相位的极限情况。相关的相变是一阶的。
2016-07-08 cond-mat.soft
Elastic energy and string configurations in the chiral gauge theory of biaxial uniaxial nematic phase transitions
在双折射液晶中，手性来源的拓扑缺陷在相变中起作用，并导致非平凡拓扑的相结构，如中子星和氦中的A相。在双轴-单轴相变中，轨道的形变作为非线性液晶的序参量简并度，将拓扑缺陷、表面锚定能和弹性Frank模的演化联系在一起.在这项工作中，我们估计的手征规范场介绍的约束Ladnau-de Gennes理论的双轴向列相，这必须解释其拓扑相关的相变，使用的描述的向错的双轴向列相的表面bojooms的单轴NLC的转换。
2014-10-09 cond-mat.soft
Topological transformations of a nematic drop
本文研究了向列相液晶液滴在弹性各向异性作用下从单连通触变性体到非连通环面的拓扑形状变换，揭示了其在形态发生理解和软材料形状控制中的潜在应用。
2023-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Emergent States in Systems of Chiral Self-Propelled Rods
该研究针对受向列对齐作用与旋转噪声影响的二维手性自转自驱动粒子，结合两种平均场动力学理论识别出多种集群态，通过基于智能体的模拟验证了不同频率下的对应相态，并提出可避免模拟伪影的非标准技术。
2023-02-09 cond-mat.soft physics.comp-ph
Chirality, anisotropic viscosity and elastic anisotropy in three-dimensional active nematic turbulence
本文通过数值研究考察了三维活性向列湍流中流动取向粘度、弹性常数和手性等主要材料参数的影响，揭示了缺陷密度和均方速度可作为有效序参量区分活性向列蓝相与手性活性湍流，为活性材料的实验设计提供了参数扫描指导。
2024-07-26 cond-mat.soft
Interactions of charged microrods in chiral nematic liquid crystals
我们研究了手性液晶中带电二氧化硅微棒的相互作用，发现由于静电（库仑）和弹性相互作用的竞争效应，具有垂面锚定的微棒形成束缚态。通过施加外部电力和机械力来扰动其平衡位置和方向，证明了束缚态的鲁棒性。在束缚态，我们已经测量了相关的热涨落的位置，使用两个粒子的互相关光谱，揭示了它们的流体动力学相互作用。这些发现揭示了液晶分散体的未探索的方面，这对于理解手性手性液晶中纳米和微米粒子的组装和动力学是重要的。
2022-11-12 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
