Relaxation of the Induced Orientational Order in the Isotropic Phase of Nematic Polymer
利用克尔效应和介电谱研究了具有介晶和功能性侧基的梳状嵌段聚合物在各向同性相中的取向动力学。首次发现，在介晶聚合物中，与低分子量介晶相反，熔体的电双折射在向列型-各向同性相变温度以上的松弛可以由几个指数过程的总和呈现，其中两个起决定性作用。这些主要过程在大约50度的温度范围内相互替换。介电谱也使得有可能区分两个过程的取向弛豫：第一个是由于侧介晶基团的旋转，和第二个是与主链段的运动。
2019-11-13 cond-mat.soft
How glassy are orientational dynamics of rodlike molecules near the isotropic-nematic transition?
为了定量描述最近观察到的液晶各向同性相和非晶相的慢动力学，我们在计算机模拟的一系列热致液晶模型系统中研究了棒状分子在各向同性-非晶转变过程中的单粒子取向动力学。玻璃态动力学的几个显着特点是显示，包括非指数松弛，动力学的异质性，和非阿氏温度依赖的取向弛豫时间。为了获得一个定量测量的玻璃态动力学与estbalished方法在过冷液体，我们构建了一个弛豫时间与缩放的逆温度图，并证明，人们确实可以定义一个“脆性指数”的热致液晶，这取决于密度和纵横比。脆性参数的值令人惊讶地在对于玻璃形成液体观察到的范围内。一个合理的能源景观功能和观察到的脆弱性之间的相关性进行了讨论。
2007-03-06 cond-mat.soft
Optically induced orientational transitions in nematics with planar alignment
本文报道了以光强为控制参量，线偏振平面波垂直入射到平面取向介质膜上所引起的动力学现象的理论研究。我们发现平面态的光诱导Freedericksz转变的阈值是问题参数的函数。这一阈值大大低于之前的预期。在主不稳定性之上，取决于层的厚度，指向矢沉降到静止状态或振荡状态。这些状态通过异宿分支在第二阈值处变得不稳定，并且指向矢稳定到新的稳态扭曲态。
2008-10-01 cond-mat.soft
Orientational order of carbon nanotube guests in a nematic host suspension of colloidal viral rods
为了研究二元双分散体系中细长粒子取向度之间的耦合关系，将表面活性剂稳定的单壁碳纳米管（CNTs）加入到胶体杆状病毒的双分散体系中，利用偏振拉曼光谱和光学双折射分别测量了主客体体系中两组分的取向序参量.因此，我们的系统允许我们探测客体颗粒（CNT）比FD病毒宿主颗粒更短更薄的情况。我们表明，在整个碳纳米管的顺序度是系统小于FD病毒颗粒的。这些测量结果与Onsager型第二病毒理论的预测非常一致，该理论明确包括病毒颗粒的灵活性和CNT的多分散性。
2013-06-23 cond-mat.soft
Tensorial conservation law for nematic polymers
我们推导出了四极取向有序的张量形式的双链聚合物的“守恒定律“，与极性取向有序的守恒定律不同。由于微观差异的取向场变形和密度变化的极性和四极顺序之间的耦合，我们发现，各自的序参量满足根本不同的约束。张量守恒定律在其形式上必然是标量的，它直接从聚合物张量场的梯度中得到，并将该张量场的空间变化与密度变化联系起来。我们分析了极性和张量形式的守恒定律之间的差异，提出了一些明确的取向领域，满足这一新的约束和讨论的奇异“发夹”的作用，这不影响本地四极顺序的聚合物向列相，但仍然影响其梯度。
2013-11-05 cond-mat.soft
Orientational Coupling Amplification in Ferroelectric Nematic Colloids
我们用量热法、光学法、红外光谱法和电容法研究了低浓度铁电胶体的物理性质。所得的胶体通常保持均匀，但取向耦合显着放大。在特定情况下，对于0.2%的颗粒浓度，α取向耦合增加10%。增加的取向有序性的表现是，与纯LC主体相比，纳米胶体的澄清温度增加高达40摄氏度。提出了一个理论模型，在该模型中，铁电粒子诱导的局域偶极子的有效相互作用是成正比的取向序参量的平方。
2006-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Orientational instability of the director in a nematic cell caused by electro-induced anchoring modification
我们从理论上研究了在电场作用下，在充满挠曲电性液晶的盒中，指向矢从垂直面态到垂直面-平面混合态以及从平面-垂直面混合态到垂直面-平面混合态的阈值。所述液晶掺杂有CTAB类物质，所述CTAB类物质的一部分分子解离成正离子和负离子。锚定的细胞表面之一被认为是强大的和垂面的，而另一个表面可以吸附正离子发挥的作用，NLC分子在这个表面上的定向表面活性剂。在一定的电压下，由于吸附表面上的指向矢的变化条件，NLC体中的取向转变是可能的。我们计算各自的阈值电压作为锚定参数的函数。这些参数的临界值的存在，超过该值的取向过渡不发生，建立。
2021-03-29 cond-mat.soft
Structure of the twist-bend nematic phase with respect to the orientational molecular order of the thioether-linked dimers
University of Silesia（西里西亚大学）；Toyohashi University of Technology（丰桥技术科学大学）
通过分析液晶二聚体的分段功能基团的红外吸收，确定了取向顺序并获得了向列相和扭弯向列相中偶极相互作用的信息。在向列相中，长轴取向顺序随温度降低而增加，但比经典向列相更缓慢，而在扭弯向列相中由于分子倾斜逆转了这一趋势。在向列相中，分子短轴进行各向同性的均匀旋转并具有单轴对齐。然而，在扭弯向列相中，双轴有序发生并随着director的螺旋变形而显著增加。在扭弯向列相中观察到平均吸收率的变化：在向列-扭弯向列相变时纵向偶极子吸收率降低，强调了偶极子的反平行轴相互作用，而横向偶极子的吸收率在340K之前保持不变，之后则变为平行相关。
2026-05-17 cond-mat.soft
Impact of spherical nanoparticles on the nematic order parameter
实验研究了球形纳米粒子对基质液晶液晶取向序参量的影响。我们使用球形核-壳量子点，其被表面官能化以促进在其与液晶主体的界面上的垂面锚定。我们的实验表明，即使在低浓度的球形纳米粒子的存在下，取向顺序可能会受到强烈的影响。复合系统的取向顺序探测通过偏振显微拉曼光谱和光学双折射测量作为温度和浓度的函数。我们的数据表明，取向顺序依赖于浓度在一个非线性的方式，并存在交叉浓度$χ_c \approx 0.004\, pw$。它区分了两种不同的状态，分别表现出纯液晶样（$χ<χ_c$）和扭曲液晶有序（$χ>χ_c$）。在后一相中，有序度相对于纯液晶液晶相较低。
2018-03-24 cond-mat.soft
Measuring the nematic order of colloidal fd virus by xray diffraction
用x射线衍射法测量了半柔性杆状病毒fd的α相的取向分布函数，并将其作为浓度和离子强度的函数。从一个单一的域双折射相位的fd散射强度的角分布产生的单粒子取向分布函数在高角度，但它也包括在低角度的空间和取向的相关性。从粒子间和粒子内散射的取向分布函数的实验测量，以测试是否存在于粒子间散射的相关性影响单粒子取向分布函数的测量。结果发现，这两种类型的散射产生一致的值的顺序序参量。还发现，X射线衍射是不敏感的取向分布函数的精确形式，和所测量的角强度分布同样好地描述由两个Onsager的试探函数和高斯。在高离子强度下，与各向同性相共存的双相的序参数S接近长半柔性棒S=0.55的理论预测，但与理论的偏差随着离子强度的降低而增加。的浓度依赖性的顺序参数序参量也被发现更好地同意在高离子强度的理论预测，表明静电相互作用有一个可测量的影响的顺序序参量。测量的X射线序参量也示出成比例的测量的双折射和FD的饱和双折射测量，使一个简单的，廉价的方式来测量的序参量。
2002-10-01 cond-mat.soft
Strong orientational coupling of block copolymer microdomains to smectic layering revealed by magnetic field alignment
利用\textit{in situ} X射线散射研究了液晶嵌段共聚物（BCP）在磁场作用下的自组装过程中各向同性-向列相（I-N）和向列相-近晶相（N-SmA）的转变。从无序的熔体冷却到结晶器中，产生了秩序差和排列弱的BCP微区。然而，继续冷却到SmA导致BCP取向顺序的突然增加，微区排列与近晶层的平移序参量紧密耦合。这些结果强调了在这些等级有序材料中在磁场下产生高度对准状态的N-SmA转变的重要性。
2015-09-09 cond-mat.soft
Orientational transition in nanobridges of nematic liquid crystals in slit pores
本研究利用Monte Carlo模拟表征了狭缝孔中向列相液晶纳米桥的形态，发现随着狭缝间距D增大，纳米桥内发生从单轴到双轴的取向相转变。
2023-04-10 cond-mat.soft
Phases and Transitions in Phantom Nematic Elastomer Membranes
最近发现的散装弹性体的不寻常的性能的动机，我们研究了液晶聚合幻影膜的相图，集中在平面内的有序。我们预测，这样的膜一般应表现出五个阶段，区分其构象和面内取向的性质，即各向同性皱，向列型皱，各向同性平面，向列型平面和向列型小管相。在向列小管相，膜沿{ \em自发}有序方向伸展，而在另一个方向则皱缩。相关联的自发对称性打破保证向列型小管的特征在于构象取向软（Goldstone）模式和伴随的面内剪切模量的消失。我们发现，长程取向秩序的向列型小管保持即使在存在谐波热波动。然而，它是可能的，小管的弹性性质是由这些波动，可以使用非线性弹性理论的小管阶段，我们在本文的最后推导出的研究。
2004-11-25 cond-mat.soft
Orientational ordering and layering of hard plates in narrow slit-like pores
利用Parsons-Lee密度泛函理论和限制取向近似研究了硬片状粒子在窄缝孔中的有序行为。我们观察到，该板是取向有序的，并在低密度下垂直（正面）的墙壁，一阶分层过渡之间发生单轴的n和n+1层在中等密度，甚至一个相变之间的单层与平行（边缘上）取向顺序和n层与垂直的一个可以检测到在高密度。除此之外，边缘单层通常是双轴向的，并且在非常高的密度下也可以看到单轴-双轴向的相变。
2019-09-20 cond-mat.soft
Complete breakdown of the Debye model of rotational relaxation near the isotropic-nematic phase boundary: Effects of intermolecular correlations in orientational dynamics
旋转扩散的Debye-Stokes-Einstein（DSE）模型预测旋转相关时间$τ_{l}$随$[l(l+1)]^{-1}$变化，其中$l$是取向关联函数的秩（根据秩$l$的勒让德多项式给出）。人们经常会发现这种预测在任何一个方向上都有很大的偏差。在过冷的分子液体中，$τ_{1}/τ_{2}$的比值大大低于3（德拜极限），人们通常用跳跃扩散模型来解释比值$τ_{1}/τ_{2}$接近1。在这里，我们表明，在一个标准模型系统的计算机模拟研究热致液晶，这个比例变得远小于统一的各向同性-液晶相边界接近从各向同性侧。同时，比率$τ_2/η$（其中$η$是液体的剪切粘度）变得比I-N转变附近的流体动力学值大{ \it很多}。我们还分析了德拜旋转扩散模型在高阶旋转关联时间比中的崩溃。我们发现DSE模型的崩溃是由于取向对相关的增长，并提供了一个模式耦合理论分析来解释的结果。
2005-12-16 cond-mat.soft
Power law relaxation and glassy dynamics in Lebwohl-Lasher model near isotropic-nematic phase transition
利用Lebwohl-Lasher（LL）模型的分子动力学模拟，研究了液晶体系在各向同性液晶（I-N）相变附近的取向动力学.当从各向同性侧接近I-N转变温度时，我们发现取向时间关联函数（OTCF）的衰减明显减慢，在中间时间尺度上出现幂律衰减。角速度时间关联函数在I-N边界附近也呈现出相当明显的幂律衰减。在可比的时间尺度的均方角位移，我们观察到的\emph{subdiffusive regime}的出现，其次是一个\emph{superdiffusive regime}的发病前的长时间扩散行为。我们通过\emph{pronounced non-Gaussian behavior in orientational motion}观察到动力学不均匀性的特征，特别是在较低的温度下。这种行为非常类似于通常在过冷液体中观察到的行为。利用转移矩阵蒙特卡罗方法，得到了自由能随取向序参量的变化关系。自由能表面是平坦的，这里考虑的系统和各向同性和无规相之间的障碍是消失的小，这种弱的一阶相变，因此允许大规模，集体和相关的取向密度波动。这可能是观察到的OTCF的幂律衰减的原因。
2006-03-14 cond-mat.soft
Bi-defects of Nematic Surfactant Bilayers
我们考虑了在平坦双分子膜中两个单分子膜的取向顺序之间的耦合的影响。我们发现，一个双层上的拓扑缺陷的存在下产生的两个单层上的非平凡的取向纹理。因此，不能考虑一个单层上的孤立缺陷，而是考虑任一单层上的相关缺陷对，我们称之为双缺陷。双缺陷通常产生壁，使得两个单层的纹理在壁外部是相同的，而在其内部是不同的。我们建议一些实验条件下，这些结构可以观察到。
1998-06-18 cond-mat.soft
Nematic twist--bend phase in an external field
向列扭曲--弯曲是自然界公认的第五个向列相位。该相具有螺旋取向顺序，因此它是手性结构，并且可以在由非手性分子组成的系统中稳定。这种自发的手征对称性破缺的微观起源在很大程度上是未知的，但从现象学上讲，它似乎是稳定的，通过假设空间极性和取向有序之间的耦合。理解外部场如何影响该相的稳定性具有极大的智力兴趣和潜在应用的相关性。在介观朗道-德热内理论中，我们发现，对于具有正各向异性的化合物，螺旋解绕成极性单轴螺旋，然而，负材料各向异性引起了丰富的新螺旋相序列，通过使圆锥螺旋变平的机制获得。
2017-12-29 cond-mat.soft
Orientational order in two dimensions from competing interactions at different scales
我们讨论了在不同尺度上具有竞争性各向同性相互作用的系统的二维取向顺序。我们考虑一个扩展的Brazovskii模型的条纹相位，包括明确的四次项与能量的对称性。我们发现，平均场解的主导波动驱动各向同性-无向异性转变到Kosterlitz-无向异性普适类，即这些系统具有取向准长程序的热力学相。
2008-08-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanisms to Splay-Bend Nematic Phases
虽然扭曲-弯曲双相已被广泛研究，但二维振荡展曲-弯曲相的实验观察是最近的。我们考虑两个理论模型，已被用来解释形成的扭曲-弯曲阶段- flexoelectricity和键取向顺序-作为机制，以诱导展曲-弯曲阶段。挠曲电是一种可行的机制，并且展曲和弯曲挠曲电耦合可以导致具有不同调制的展曲-弯曲相。我们发现，虽然键取向顺序规避了需要更高阶的自由能项，重要的作用的对称性和相位手性排除它作为一个基本的机制。
2019-04-19 cond-mat.soft
Hierarchy of orientational phases and axial anisotropies in the gauge theoretical description of generalized nematics
自发对称性破缺的范例包括各向同性空间的旋转对称性$O(3)$破缺为离散子群，即三维点群。子群形成了丰富的层次结构，并允许许多不同相的物质与取向秩序。这种自发对称性破缺发生在双相液晶中，这种各向异性液体的亮点是单轴和双轴向列相。将熟悉的单轴向列相和双轴向列相推广到以任意点群对称为特征的相，称为\emph{generalized nematics}，导致相的大层次和可能的取向相变。我们讨论了如何在最近提出的广义向列相的规范理论公式中有效地捕获与轴向点群相关的一类特殊的双晶相变[K. Liu，J. Nissinen，R. J. Slager，K. Wu，J. Zaanen，Phys. Rev. X { \bf 6}，041025（2016）]。这些转变可以通过考虑不破坏任何额外对称性的各向异性耦合来引入模型中。大体上，这将公知的单轴-双轴双晶相变推广到三维中的任意轴向点群。我们发现，特别是广义轴向过渡的区别是由两种类型的相图与中间残留取向阶段和残留阶段的窗口是密切相关的定义点群的对称性的数量，由于内在增长的波动的序参量。这可能解释了所观察到的单轴-双轴相的稳定性，与尚未观察到的具有更高点群对称性的其他可能形式的广义π阶相相比。
2017-02-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active nematic liquid crystals under a quenched random field
本文研究淬火随机场对二维活性向列液晶的影响，发现强无序会冻结指向矢动力学并使取向关联呈指数衰减，而流速仅缓慢减小并表现出对数空间关联，同时确定了活性主导与无序主导区之间的阈值及其对活性参数的依赖。
2025-06-03 cond-mat.soft
Compositional and orientational ordering in rod-coil diblock copolymer melts
本文研究了单分散棒-盘嵌段共聚物熔体的相行为。我们推导出一个朗道自由能泛函的组成和一个有序序参量。棒块之间排除的体积相互作用由有吸引力的Maier-Saupe相互作用建模。棒和线圈块之间的不相容性是由通常的Flory-Huggins相互作用建模。对于一个大的体积分数的棒，从各向同性的过渡到近晶C观察到降低温度时，而对于小的棒体积分数，球形，六边形，和层状结构占上风。在近晶C相中，杆相对于片层法线的取向角从接近于近晶/近晶-C相边界的35度至40度迅速增加至45度至55度之间的值。
2002-04-02 cond-mat.soft
Active microrheology of fluids with orientational order
本文研究了在破缺旋转对称性流体中受驱动球形胶体粒子的动力学，发现当外力不平行或垂直于取向序时，胶体速度与外力方向不一致，产生各向异性阻力张量，并以向列型液晶为例给出解析表达式。
2024-03-21 cond-mat.soft
Effect of collective molecular reorientations on Brownian motion of colloids in nematic liquid crystal
在布朗运动的最简单实现中，胶体球在各向同性流体中随机运动;其均方位移（MSD）随时间线性增长$\textitτ$。在取向有序流体中的布朗运动是各向异性的，MSD沿着分子取向的轴（称为指向矢）较大。我们发现，在短时间尺度下，在一个微扰的各向异性扩散也变得异常，与MSD增长慢（亚扩散）和更快（超扩散）比$\textitτ$。异常扩散发生在对应于球周围的指向矢变形的弛豫时间的时间尺度上。一旦熔体熔化，扩散就变成正常的和各向同性的。实验表明，长程取向有序的形变和涨落深刻地影响着扩散机制。
2013-11-11 cond-mat.soft
Orientational ordering in active nematic solids
本文通过将细胞活性应力与液晶弹性体有限变形弹性耦合的最小理论框架，结合线性稳定性分析和有限元模拟，定量解释了细胞-ECM系统中向列有序图案的出现与演化。
2025-04-10 cond-mat.soft physics.bio-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
Splay nematic phase
具有长程取向但不具有位置有序性的不同液晶相，即所谓的非晶相，是稀缺的。发现新的相变是很罕见的，这类事件必然引起人们极大的兴趣。在这里，我们描述了从单轴到新颖的单轴相位的过渡，其特征在于由导演的周期性的张开调制。在这个新的双折射相中，观察到了单轴双折射中不存在的缺陷结构，这表明新相具有比普通双折射相更低的对称性。相变是弱的一级相变，具有显著的相变前行为，表现为强的展曲涨落。当接近相变时，展曲常数异常低并且趋向于零。类似于从单轴向双相到扭曲-弯曲双相的过渡，这种过渡是由不稳定性驱动的，朝向展列取向变形，导致周期性展列结构。类似地，朗道-德热纳类型的唯象理论可以用来描述相变。调制后的展曲相是双轴的反铁电相。
2018-11-13 cond-mat.soft
Orientational ordering and phase behaviour of a binary mixture of hard spheres and hard spherocylinders
我们使用$NP_nAT$系综Monte Carlo（MC）方法研究了硬球（HS）和硬球柱（HSCs）二元混合物在各向同性和非均质状态下的结构和流体相行为。该方法允许一个估计的各向同性-双相变的位置，并观察共存相之间的组合物的不对称性，与预期的增加的HSC浓度在双相。这与先前报道的MC模拟形成鲜明对比，其中使用传统的各向同性$NPT$系综。我们进一步将模拟结果与使用单流体和多流体近似扩展原始Parsons-Lee理论的两种分析理论的理论预测进行比较[Malijevskeln { \it at al} J. Chem. Phys. \textbf{129}，144504（2008）]。在单流体理论中，混合物的性质被映射到一个有效的单组分HS系统上，而在多流体理论中，混合物的组分被表示为单独的有效HS颗粒。比较结果表明，无论是一个和多流体的方法提供了一个合理的准确的定量描述的混合物，包括各向同性的HSC-HS混合物的取向顺序的程度和各向同性的-HSC-HS相边界的预测。
2015-08-16 cond-mat.soft
Saddle-splay term induced orientational instability in nematic liquid crystal cells and director fluctuations at substrates
我们分析了在平面锚定条件下，在两个基板的液晶（NLC）细胞的平面取向结构的稳定性。具体来说，我们研究了在大的鞍展弹性常数，$K_{24}$的表面弹性引起的基态的不稳定性。对于违反埃里克森不等式的相对小的$K_{24}$，理论预测，当电池的厚度低于其临界值$d_c$时，波长的临界波动模式$λ_c$将使结构不稳定。临界模式的奇偶性随着扭转-张开比$K_2/K_1$通过单位而改变。$K_{24}$的进一步增加超过第二阈值$4K_1K_2/(K_1+K_2)$，导致关于短波长波动的不稳定性，而与单元厚度无关。我们计算了临界厚度和临界波长作为$K_{24}$，扭转张开比和方位锚定强度的函数。
2003-11-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behavior of a nematic liquid crystal in contact with a chemically and geometrically structured substrate
在Frank-Oseen模型下研究了与具有局部垂面锚定和平面锚定交替条纹图案的光栅表面接触的液晶。化学和几何表面图案的组合导致丰富的相图，涉及垂面，平面和倾斜的织构。研究了沟槽深度和锚定强度对不同织构间相变位置和顺序的影响。研究了一种在平面光栅表面和平面衬底之间引入强垂直锚定的液晶的天顶向双折射器件。
2005-03-18 cond-mat.soft
Ordering of adsorbed rigid rods mediated by the Boussinesq interaction on a soft substrate
由软基底的机械变形驱动的取向有序在材料转变过程中起着重要作用，如弹性毛细作用和表面锚定。我们提出了一个理论模型的各向异性棒沉积到一个表面上的软，弹性基板的有限厚度的取向响应。我们发现，各向异性棒表现出连续的各向同性的相变，驱动表面沉积棒之间的取向相互作用。这种相互作用是介导的变形下的弹性基板，并量化的Boussinesq解决方案适用于细长的情况下，表面沉积棒。从微观棒-棒相互作用，我们得到适当的Maier-Saupe平均场的描述，其中包括Boussinesq弹性自由能的贡献，由于基板的弹性，推导出连续的取向有序过渡的存在条件，并讨论结果的含义在软（生物）系统的上下文中。
2020-09-29 cond-mat.soft
Pattern formation from consistent dynamical closures of uniaxial nematic liquid crystals
本文研究了单轴聚合物液晶在不同动态闭合近似下的斑图形成。利用介观非平衡热力学原理，在平均场近似下，导出了单粒子非均匀取向分布函数的Fokker-Planck方程和二阶、四阶取向张量参数的演化方程。之后，两个动态封闭近似进行了讨论，其中一个考虑松弛的四阶取向参数，并导致一个新的表达式的自由能样的功能的标量序参量。考虑到系统密度的演化方程和各向同性相和双相共存的相互作用参数的值，我们的分析预测，即使在没有外部驱动的情况下，模式和行波也可以在溶致单轴向列相中产生。
2012-05-16 cond-mat.soft
Lateral and normal forces between patterned substrates induced by nematic fluctuations
我们考虑一个由两个平行的平面基板所限制的双折射液晶，其锚定条件在一个横向方向上周期性地变化。在高斯近似下，我们研究了由指向矢的热涨落引起的图案化衬底之间的有效力。剪切力作为下基板和上基板上的图案之间的横向移位的函数而振荡。我们比较这种波动引起的横向力的强度与横向范德华力所产生的化学结构的吸附单分子膜。在法向方向上的波动诱导力是排斥力或吸引力，这取决于模型参数。
2005-12-10 cond-mat.soft
Microscopic approach to orientational order of domain walls
我们开发了一个完全微观的，统计力学的方法来研究在不同尺度上的竞争相互作用的伊辛系统的相变。我们的目标是考虑在一个统一的框架取向和位置的序参量。在这项工作中，我们考虑二维条纹形成系统，其中，近晶，近晶和晶体相是可能的。我们在晶格中引入了一个有序序参量来度量界面的取向有序性。我们开发了一个平均场的方法，导致自由能，这是一个功能的磁化（密度）和取向（取向）序参量。对于一个特殊的系统，偶极阻挫伊辛铁磁体的序参量的自洽方程得到和描述的解决方案。我们表明，该系统在低温下的正方形晶格中，位置顺序（交错磁化）为零的伊辛-伊辛相。在较低的温度下，可以出现晶体条纹相。在连续极限中，本方法连接到金斯伯格-朗道理论，该理论具有连续对称性破缺的各向同性-非对称性相变。
2011-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Orientational phase transitions induced by two-patch interactions
本研究针对二维双斑块粒子体系，揭示了各向异性斑块相互作用与三角晶格耦合产生的多种取向相变行为，为相关相变与临界现象研究及斑块相互作用设计提供了新方向。
2025-09-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microfluidic control over topological states in channel-confined nematic flows
与各向同性液体相比，双相液晶的取向顺序使得它们的流变性质更加复杂，因此需要精细控制流动参数来控制取向模式。在具有垂直表面排列的微流体通道中，向列相不连续地从低流速下的垂直结构过渡到高流速下的流动排列结构。在这里，我们展示了如何精确调整的驱动压力可以用来稳定和操纵以前未研究的拓扑保护的手性中间状态之前出现的垂面流对齐过渡。我们的特征的过渡机制，并构建一个唯象模型来描述所观察到的手性流态的临界行为和相图，并评估通过引入手性掺杂剂的强制对称性破缺的效果。最后，我们通过通道的几何形状，激光镊子的应用，并仔细控制流量的需求诱导过渡。
2020-01-02 cond-mat.soft
Filling and wetting transitions of nematic liquid crystals on sinusoidal substrates
接近正弦基底，简单流体可以经历填充转变，其中流体从干燥状态转变为填充状态，其中界面保持不弯曲但结合到基底。增加表面场，界面解除结合并发生润湿转变。我们表明，这种双过渡序列可能会强烈修改的情况下，有序的流体，如液晶。取决于结构化基底和各向同性-润湿界面处的润湿分子的优选取向，填充转变可能不存在，并且流体直接从干燥状态转变为完全润湿状态，其中界面远离基底。更有趣的是，在其他情况下，可以防止完全润湿转变，并且流体从干燥状态转变为填充状态，并且保持在这种配置中，其中界面总是附接到基底，即使对于非常大的表面场也是如此。这两种转变只观察到在一个狭窄的幅度范围内的同一基板。
2011-06-03 cond-mat.soft
Nematic liquid crystals in contact with geometrically and chemically patterned substrates: A Monte Carlo Study
用非Boltzmann蒙特卡罗方法研究了一端为几何图形和化学图形衬底，另一端为具有强锚定的平面衬底的向列型液晶。我们观察到显着的偏离连续为基础的预测的相图，这是研究作为一个函数的倾斜角在顶部基板和厚度的细胞。在较大的倾斜角在顶部基板的双轴性的发病观察。在几何图形和化学图形之间引入的相移对系统中的指向矢结构有显著的影响。
2010-10-15 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
Scaling of the elastic contribution to the surface free energy of a nematic on a sawtoothed substrate
我们表征的弹性贡献的表面自由能的一个certain在存在的certain基板。我们的研究结果是基于数值最小化的Landau-de Gennes模型和分析计算的Frank-Oseen理论。在衬底的楔形和顶点中的向错线（其特征在于非半整数缠绕数）的成核引起与qlnq成比例的前导阶，该前导阶与对表面自由能量密度的弹性贡献成比例，q是与衬底周期性相关联的波数。
2010-06-23 cond-mat.soft
Pattern-induced anchoring transitions in nematic liquid crystals
在本文中，我们重新审视的问题，接触图案化基板的液晶。该基板被建模为一个周期性阵列的平行无限的凹槽明确的截面雕刻在一个化学均匀的基板上，有利于当地的垂面锚定的双金属。我们考虑三种情况：一个锯齿形，锯齿形和正弦基板。我们在修改后的Frank-Oseen形式主义分析这个问题。我们认为，基板周期性远大于外推长度，不同的doppler纹理与不同的远场方向的存在，以及它们之间的锚定过渡，与拓扑缺陷的存在下，无论是在或接近基板。对于正弦曲线和正弦曲线的情况下，我们观察到一个垂直平面锚定过渡衬底粗糙度的增加。另一方面，观察到的锯齿状基板的垂直倾斜的锚定过渡。在这种情况下，锚定相图示出了对衬底粗糙度和衬底锚定强度的复杂依赖性。
2016-10-28 cond-mat.soft
Complete integrability and equilibrium thermodynamics of biaxial nematic systems with discrete orientational degrees of freedom
本研究通过配分函数微分恒等式方法求解离散双轴向列液晶模型，推导出含四个序参量的状态方程并证明其可积性，揭示丰富的相图，且离散结果与连续模型定性一致。
2024-02-09 cond-mat.soft nlin.SI
Theory of hybrid defects, with coupled orientational order parameters, on flat and curved surfaces
Kent State University（肯特州立大学）
研究两种二维取向序（m-atic和n-atic）的耦合系统，探讨缺陷结构在平盘和球面几何中的行为，分析耦合强度对缺陷形态的影响。
2026-03-12 cond-mat.soft
Influence of Pressure on Smectic A-Nematic Phase Transition
我们提出了一个Landau-de Gennes唯象模型来描述压力诱导的近晶A-B相变。讨论了取向和平移序参量之间变化耦合时压力诱导的近晶A相变。随着压力的增加，一级向列相-近晶A相转变在三临界点处变为二级转变，这与已有的实验结果相当吻合。
1997-08-06 cond-mat.soft
A two-dimensional nematic phase of magnetic nanorods
我们报道了一种混合中间相，它由非离子表面活性剂双层层状相之间的磁性纳米棒组成。磁场诱导的纳米棒的有序性的实验测量和建模的二维Onsager理论，包括第三维里系数。纳米棒被强烈地限制在层中，从一层到下一层没有取向耦合。在高体积浓度下，它们表现出自发的面内取向有序，并形成一个独立的二维有序体系的堆栈。这种各向同性-相变是一级的。
2015-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nematic ordering in active fluids driven by substrate deformations: Mechanisms and patterning regimes
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）
研究发现基底变形可诱导活性流体形成长程取向有序，揭示了软环境反馈对活性系统有序性的通用机制。
2026-01-16 cond-mat.soft
Orientation of topological defects in 2D nematic liquid crystals
拓扑缺陷是所有液晶的结构和动力学的重要组成部分，并且它们在有源液晶的实验和模拟中特别重要。在最近的一篇论文中，Vromans和Giomi [软物质，2016，12，6490]指出，拓扑缺陷不是点状物体，而是实际上具有取向性质，这强烈影响了缺陷的能量和运动。这篇论文发展了一种数学形式主义，它描述了矢量的取向属性。在这里，我们同意缺陷取向的基本概念，但我们建议一个替代的数学形式主义。我们用一个张量来表示缺陷的方向，张量的秩取决于拓扑电荷：+1/2电荷的秩为1，-1/2电荷的秩为3。使用这种张量形式主义，我们计算的缺陷之间的取向相关的相互作用，我们提出的缺陷运动的数值模拟。
2017-07-21 cond-mat.soft
Re-entrant phase separation in nematically aligning active polar particles
我们提出了一个数值研究的相位行为排斥相互作用的积极极性粒子，对齐他们的积极速度向列。主动速度的幅值和其取向对准中的噪声控制系统的主动性质。在高值的取向噪声，结构流体经历了一个连续的向列型各向同性过渡的主动取向。这种转变是很好地从一个活跃的相分离，其特征在于形成高密度的六角星系团，在较低的噪声强度观察。随着活性的增加，系统经历了一个可重入的流体相分离流体的转变。在低活性下的相共存可以根据运动诱导的相分离来理解。相比之下，六角星系团的再熔化和低取向噪声下的集体运动则主要由群集行为控制。在高活性，滑动和堵塞的极性子集群，形成晶界，车道的形成，以及随后的碎片的极性补丁调解重熔。
2019-10-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Orientational ordering of confined hard rods: the effect of shape anisotropy on surface ordering and capillary nematization
利用第二维里密度泛函理论研究了长为L、直径为D的矩形硬杆在单壁平面上和两平行硬壁之间的有序性质.该理论是在三态Zwanzig近似，其中只有三个相互垂直的方向是允许的硬棒的取向。在L/D=10，15和20时，检查不同形状各向异性的影响。在与单个硬壁接触时，密度分布显示出平面有序、阻尼振荡行为和壁诱导的表面有序转变，低于共存的各向同性密度的体各向同性-互变（I-N）相变。在接近共存的各向同性密度时，薄膜的厚度在几何上发散，即对于任何形状的各向异性，薄膜的润湿都是完全的。在两个平行硬壁之间的约束情况下，发现当H<L时，连续表面有序转变强烈地依赖于约束壁之间的距离（H），而当H>L时，连续表面有序转变弱地依赖于H。由于两个硬壁之间的强干涉效应，对于所有研究的形状各向异性，可以实现表面有序转变的最小密度位于H~2D附近。体相体系的一级I-N相变在狭缝孔中转变为表面有序的各向同性（IB）-毛细相变（NB）相变。这种一阶IB-NB过渡减弱与孔宽度减小，并终止于所有研究的形状各向异性的临界点。
2016-02-10 cond-mat.soft
Cross-talk between topological defects in different fields revealed by nematic microfluidics
拓扑缺陷是物质场中的奇点，在一系列系统中起着至关重要的作用：从宇宙微波背景极化到超导体和生物材料。虽然拓扑缺陷及其相互作用已被广泛研究，但对不同领域中缺陷之间的相互作用知之甚少-特别是当它们共同进化时-在同一物理系统中。在这里，使用微流控技术，我们研究了在两个不同的材料场-速度场和分子取向场的拓扑缺陷的串扰。具体来说，我们产生不同的拓扑电荷的流体动力学停滞点在星形微流体连接点的中心，然后与新兴的拓扑缺陷在定向场的方向性导演。我们结合实验，分析和数值计算，以证明给定的拓扑电荷的流体动力学奇异性可以成核相等的拓扑电荷的双缺陷，并证实了这一点，通过创建$-1$，$-2$和$-3$拓扑缺陷在$4-$，$6-$，和$8-$臂结。我们的工作是试图了解由明显的多场拓扑结构所支配的材料，其中不同的拓扑承载场耦合在一起，并协调一致地确定材料的特性和响应。
2017-10-04 cond-mat.soft
Tetravalent Colloids by Nematic Wetting
在一篇优雅的论文中，D. Nelson提出了一种基于在球形颗粒表面上产生的四面体构型来产生四价胶体的方法。由于存在四个1/2向错，它从放置在球体上的二维液晶中出现，即，取向顺序中的拓扑缺陷。在本文中，我们表明，这样的四面体配置也发生在润湿层周围形成的球体分散在液晶以上的向列-各向同性相变。因此，向列型润湿提供了一种实现四价胶体的替代途径。
2004-07-22 cond-mat.soft
Effects of spatially-varying substrate anchoring on instabilities and dewetting of thin Nematic Liquid Crystal films
部分润湿的非晶态液晶（NLC）薄膜在基底上是不稳定的去湿型不稳定性，由于不稳定的固体/NLC相互作用力。这些不稳定性被修改的薄膜，这影响了有效的固体/NLC相互作用的可伸缩性。在这项工作中，我们专注于施加衬底锚定的不稳定性发展的影响。进行分析的基础上的Leslie-Ericksen描述的NLC膜的长波配方内。所得方程的线性稳定性分析表明，不稳定的一些功能，如新兴的波长，可能不会受到施加的衬底锚定。进一步进入非线性制度，考虑通过大规模的基于GPU的模拟，然而，显示非线性效应可能发挥重要作用，特别是在强衬底锚定各向异性的情况下。我们的模拟结果表明，不稳定的膜开发在两个阶段：第一阶段涉及形成的脊是垂直于本地锚定方向;和第二涉及这些脊和形成的下降，其最终分布的影响由基板施加的各向异性。最后，我们表明，实施更复杂的基板各向异性图案，使我们能够达到基本的理解基板施加的缺陷方向上的不稳定性演变的影响。
2020-09-27 cond-mat.soft
Wrinkling of a thin film on a nematic liquid crystal elastomer
当薄膜受到压缩时，通常在沉积在软弹性体基底上的薄膜中产生皱纹。受最近实验的启发[Agrawal等人，软物质8，7138（2012）]，其示出了如何通过使用弹性体基底来控制褶皱形态，我们发展了在弹性体顶部的各向同性膜的小幅度褶皱的理论。假定弹性体的指向矢位于平行于未变形膜平面的平面内。对于沿垂直于弹性体指向矢的方向的膜的单轴压缩，系统表现为各向同性基底上的压缩膜。当单轴压缩方向为n阶时，我们发现液晶弹性体的软弹性特性导致了一个临界应力，与各向同性基片的情况相比，该临界应力很小。我们还确定了在临界应力的皱纹的波长，并显示了临界应力和波长如何依赖于基板的深度和各向异性的聚合物链在弹性体的弹性体。
2016-04-30 cond-mat.soft
