Chiral and achiral mechanisms of self-limiting, twisted bundle assembly
本文提出了扭曲丝束和柱束自限制组装的广义理论，分析了手性传递和非手性自发扭曲两种机制对束组装的影响，发现非手性扭曲束在平衡尺寸和热力学稳定性上与手性束存在定性差异。
2019-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Saddle-splay screening and chiral symmetry breaking in toroidal nematics
本文对具有简并平面边界条件的环形几何中的指向矢场进行了理论研究。我们发现了自发的手性：尽管向列相分子具有非手性的性质，但如果环足够厚，指向矢构型会显示出旋向性。在手征态中，指向矢场呈现双扭曲，而在非手性态中，指向矢场仅呈现弯曲变形。临界厚度随着扭转模量和鞍展模量之差的增大而增大。一个积极的鞍展模量更倾向于沿边界环面的短圆对齐，因此刺激促进手性配置。手性-非手性转变模拟了平均场伊辛模型的有序-无序转变。磁化强度在伊辛模型中的作用是由扭曲度决定的。温度的作用是由环面的纵横比来决定的。值得注意的是，外场并没有明确地打破手征对称性，而是改变了跃迁。在环形胆固醇的情况下，我们确实发现一种手性优于另一种手性-分子手性在伊辛类比中充当场。
2013-12-18 cond-mat.soft
Chirality transfer in lyotropic twist-bend nematics
通过分子模拟和经典密度泛函理论，研究了中心扭曲引入可控手性的弯曲棒状介晶的液晶相行为，揭示了手性对扭曲-弯曲相和胆甾相的影响及手性传递机制差异。
2025-08-05 cond-mat.soft
Chiral emergence in multistep hierarchical assembly of achiral conjugated polymers
手征性与生命规律紧密相连，在生物学、化学、物理学和材料科学中一直是一个令人着迷的问题。手性结构，核酸和手性分子衍生的手性相在自然界和人工合成的软材料中很常见。虽然最近发现非手性但弯曲核介晶也可以形成手性螺旋，但很少探索从非手性聚合物组装手性微结构。在这里，我们揭示了手性出现从非手性共轭聚合物的第一次，其中层次螺旋结构是通过一个多步组装途径。在增加浓度超过阈值体积分数时，预聚集的聚合物纳米纤维形成具有复杂手性形态的溶致液晶（LC）中间相。结合成像，X射线和光谱技术与分子模拟，我们证明，这种结构的演变产生从扭转聚合物分子诱导多尺度螺旋组装，从纳米到微米尺度的螺旋结构的进展，作为溶液浓度的增加。这项研究揭示了共轭聚合物的一种以前未知的复杂物质状态，可以为手性（光）电子学的新领域铺平道路。我们预计，分层手性螺旋结构可以深刻地影响共轭聚合物如何与光，传输电荷和生物分子相互作用的信号相互作用，甚至产生以前无法想象的性质。
2021-07-13 cond-mat.soft
Controlling Chirality of Entropic Crystals
利用熵最大化方法预测并得到了可与原子和分子晶体相媲美的胶体晶体结构。然而，到目前为止，同手性胶体晶体，这是光子超材料的候选人，是缺席的。使用蒙特卡罗模拟，我们表明，手性多面体表现出弱的方向熵力自组装的非手性晶体或手性晶体的控制有限的晶体手性。具有较强刻面的结构单元表现出更高的选择性，并组装具有由颗粒手性唯一确定的手性的手性晶体。通过颗粒变圆或使用耗尽剂来调整定向熵力的强度允许在非手性和纯手性晶体之间重新配置。我们通过从粒子几何形状以及平均力和扭矩图的势来量化每个粒子的手征强度来合理化我们的发现。
2015-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Chirality Amplification and Chiral Segregation in Liquid Crystals
Kent State University（肯特州立大学）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
本研究通过马耶-萨乌佩理论模型揭示了无手性液晶中手性分离与放大机制，预测了包含交替手性域的胆甾型相图，并通过模拟验证了手性有序的形成过程。
2026-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chirality Amplification and Detection by Tactoids of Lyotropic Chromonic Liquid Crystals
手性分子的检测需要将手性放大到可测量的水平。通常，扩增机制被认为是在微观尺度上的个别分子及其聚集体。在这里，我们展示了手性放大和可视化的结构手性在水溶液中的有机分子，延伸到许多微米的规模。该机制源于溶致变色液晶（LCLC）在非手性盘状分子的水溶液中形成的取向有序的长程弹性性质。的EPLCLC共存与各向同性对应，形成细长tactoids;空间限制导致结构扭曲，即使当材料是非手性的。微量的手性分子，如氨基酸L-丙氨酸和柠檬烯将左和右扭曲的tactoids的外消旋阵列转化为纯手性组。左右手性对映异构体容易彼此区分，因为通过简单的偏光显微镜观察可见诱导的结构手性。这种效应对于发展我们对手性放大机制的理解很重要，它也可能为生物传感开辟新的可能性。
2015-07-27 cond-mat.soft
Complex chiral columns made of achiral quinoxaline derivatives with semi-flexible cores
具有半柔性核的喹喔啉衍生物介晶材料被报道可以在柱状六方相下形成具有大晶胞和Fddd对称性的新型三维柱状结构。三维柱状结构是由相反手性的螺旋柱排列成三角形晶格所施加的挫折的结果。所研究的材料具有荧光性质，可以很容易地通过改变分子结构来调节，具有扩展的π电子共轭系统的化合物形成聚集体，荧光被猝灭。对于具有柔性结构的分子，荧光量子产率达到25%。另一方面，具有更刚性的介晶核的化合物，其荧光被抑制，显示出强的空穴光电流。对于一些材料，还观察到双极性：空穴和电子转移。
2021-09-09 cond-mat.mtrl-sci 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
Spontaneous Twist of Ferroelectric Smectic Blocks in Polar Fluids
本文通过设计两种非手性分子BOE-NO2和DIOLT，研究铁电向列相的手性基态如何继承到铁电近晶相中，发现具有大偶极矩和位阻基团的BOE-NO2可形成自发扭转的极性近晶相块体。
2025-03-12 cond-mat.soft
Thick liquid crystalline cholesteric shells
本文数值研究厚层胆甾相液晶壳的相行为，揭示厚度和手性对缺陷构型与蓝相转变的调控，并利用亚稳态实现弹性诱导的表面重排。
2024-12-31 cond-mat.soft
Molecular chirality quantification: Tools and benchmarks
本文通过玩具分子系统比较两种先进手性量化方法（CCM和手性特征$χ$）的性能，发现CCM更适用于任意分子或抽象结构的手性评估，并提供代码链接作为相关研究资源。
2024-11-27 cond-mat.soft physics.chem-ph
Edge states, pairing, and sorting of motile chiral particles
Indian Institute of Science（印度科学学院）；CY Cergy Paris Université（塞吉-蓬图瓦兹大学）；CNRS UMR 8089（法国国家科学研究中心第8089联合研究实验室）；Laboratoire Jean Perrin, UMR 8237 CNRS（让·佩兰实验室，法国国家科学研究中心第8237联合研究实验室）；Sorbonne Université（索邦大学）
本研究通过振动颗粒棒实验发现手性活性粒子的边界跳跃轨道，提出统一理论解释其边界行为，证实相同手性粒子随介质堆积分数增加会从非极性旋转体配对转变为极性圆周行走者配对，还实现了单粒子手性分选。
2026-09-01 cond-mat.soft
Contractile and chiral activities co-determine the helicity of swimming droplet trajectories
活性流体是一类非平衡系统，其中能量通过组成颗粒本身连续注入系统。许多例子，如细菌悬浮液和肌动球蛋白网络，在局部尺度上是固有手性的，因此它们的活动涉及扭矩偶极子以及通常考虑的力偶极子。尽管人们已经对活性流体的许多方面进行了研究，但手性对它们的影响却知之甚少。本文用计算机模拟方法研究了手性活性流体非结构液滴的三维动力学。我们的模型只考虑了最简单的可能组合的手性和非手性主动应力，但这导致了一个前所未有的范围内的复杂motilities，包括振荡游泳，螺旋游泳，和运行和翻滚运动。引人注目的是，虽然在一个政权的螺旋游泳的手征性是相同的扭矩偶极子的微观手征性，这两个是相反的在另一个。这些运动模式的一些特征类似于一些单细胞原生动物的运动模式，这表明一些生物系统和合成活性液滴可能共享潜在的机制。
2017-06-23 cond-mat.soft
Emergent Mesoscale Correlations in Active Solids with Noisy Chiral Dynamics
针对具有本征个体手性的活性布朗粒子组成的弹性固体，提出线性响应理论并推导两种表述，解析计算关联与能谱、生成相图，揭示介观关联等特性，理论与模拟及扩展场景高度一致。
2024-07-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Helix formation in linear achiral dendronized polymers. A computer simulation study
我们提出了一个线性树枝化聚合物的结构的分子模拟研究。我们使用排除的体积相互作用的背景下，通用的粗粒度的分子模型，其几何参数进行调整，以代表一个聚（对亚苯基）与苄基醚，Frechet型树枝状骨架。我们应用蒙特卡罗抽样，以调查形成包装诱导的手性结构沿这些化学非手性系统的聚合物主链。我们发现，螺旋结构可以形成，通常与缺陷组成的域与反向螺旋旋向。对于g=4的树枝状生成物，树枝状基元的螺旋排列的明显迹象开始出现，而对于g=5，这些排列占主导地位，甚至可以观察到完美的螺旋，作为从某些类型的起始构型获得的平衡结构。
2006-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Domain Structures of Smectic Films Formed by Bent-Shaped Molecules
我们制定了一个简单的朗道型模型描述宏观行为最近发现的新的近晶相组成的非手性π形分子。这样的近晶膜表现出三种类型的有序相关的偶极极化，分子倾斜，和手性。然而，由于特定的序参量的三阶耦合，这三种类型的畴破缺不是独立的，这一事实导致在实验中真正观察到特定的畴结构。
1999-12-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
In silico study of liquid crystalline phases formed by bent-shaped molecules with excluded-volume type interactions
我们已经数值研究了由非手性的液体组成，切线球体的形分子。已知该系统自发地破坏镜像对称性，因为它形成宏观手性、扭曲弯曲的手性相[Phys.Rev.Lett. 115，147801（2015）]。在这里，我们已经研究了这种液体的完整相图，并观察到几个阶段，其特征在于分子的取向和/或平移排序。除了传统的铁电体、近晶A相和上述的扭曲-弯曲铁电体相外，我们还发现了反铁电体近晶A相。对于大密度和高度的分子结构弯曲，出现了另一个近晶相，其中偏振矢量在单个近晶层内旋转。这些结果都证实了使用Monte Carlo和分子动力学模拟。
2021-12-29 cond-mat.soft
Entropy stabilized form chirality in curved rod nematics: structure and symmetries
本文通过蒙特卡洛模拟揭示弯曲棒状分子可形成极性扭曲向列相，其纳米尺度螺旋极性结构由熵稳定，并阐明了形态手性与扭曲-弯曲向列相的本质区别。
2025-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Cell theories for the chiral crystal phase of hard equilateral triangles
本研究推导硬等边三角形晶相的多版本元胞理论，解析计算手性构型下粒子自由面积，得到的状态方程可较好描述6次液晶相与稳定晶相的模拟结果，同时证明自由能随手性角递增，最稳定相为非手性相，且团簇效应无法解释模拟观测到的手性。
2024-10-07 cond-mat.soft
Intrinsically chiral ferronematic liquid crystals
合成了手性中心位于侧链上的强偶极介晶化合物，并显示其形成铁电介晶相。分子手性的存在诱导了N相和NF相的螺旋结构，但在两相中具有相反的螺旋方向。极性波动的弛豫频率被发现是较低的手性NF相比其非手性，非支化的对应物具有相同的侧链长度。
2021-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular simulation of hierarchical structures in bent-core nematics
采用蒙特卡罗模拟方法研究了由非手性核介晶形成的非手性液晶的结构。结果表明，形成（i）集群表现出局部近晶秩序，正交或倾斜，具有较强的层内极性相关性和反铁电并列的连续层和（ii）大的同手性域通过螺旋排列的倾斜近晶集群，而正交集群产生非手性（无扭曲）的双态。
2011-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active cholesterics: odder than odd elasticity
在平衡态液晶中，手性导致了各种壮观的三维结构，但具有相同连续对称性破缺的手性相和非手性相具有相同的长时间、大尺度动力学。在本文中，我们证明了手征性定性地修改动态的层状液晶在两个和三个维度的主动系统，由于一个积极的“奇数”的弹性。在三维空间中，我们证明了活性胆固醇的流体动力学从根本上不同于近晶-A液晶，不同于它们的平衡对应物。这种区别可用于设计具有反铁磁涡度对准的涡列阵列，其可通过外部应变打开和关闭。一个二维手性分层状态-一个不可压缩的，独立的手性活性流体膜上的线阵列，具有优先的法线方向-一般是不稳定的。然而，这种不稳定性可以在容易实现的实验设置中进行调整，当膜在衬底上或在环境流体中时。
2020-12-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-assembly of Chiral Tubules
从大分子构建块有效和受控地组装复杂结构是生物系统和纳米科学中的一个关键的开放问题。使用分子动力学模拟，我们研究了从在其表面上具有多个结合位点的模型大分子单体的管状结构的自组装[Cheng等人，软物质8，5666-5678（2012）]。在这项工作中，我们添加手性的模型单体和锁和钥匙的相互作用。自由单体自组装成小管产生的螺距值通常与单体（包括非手性单体）的手性不匹配。我们发现，这种不匹配的发生是因为扭曲变形，使横向相互作用网站对齐时，小管间距不同于单体手性。这种变形的能量成本很小，因为对于间距和手性的小差异，能量分布基本上重叠。为了通过防止扭曲变形来控制小管间距，必须增加垂直表面之间的相互作用，而不会导致动力学捕获的结构。为此，我们采用了锁和钥匙的相互作用，并获得良好的控制自组装的小管间距。这些结果解释了微管的一些基本特征。垂直的相互作用强度大于横向的微管，因为这产生了一个控制组装的微管与适当的间距。我们还普遍发现，控制组装成小管是困难的，这解释了在微管组装中观察到的间距和原丝数量的宽范围。
2013-11-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
