Evidence of a first-order smectic -- hexatic transition and its proximity to tricritical point in smectic films
本文对54 COOBC化合物自由悬浮膜的近晶-六角晶转变进行了实验和理论研究。X射线研究表明，一个不连续的一阶过渡到六角相。此外，在相变点附近的两相共存的温度区域随着膜厚度减小。基于朗道平均场论，推导了三临界点附近共存区宽度与膜厚的关系。接近TCP的表面六角有序渗透到膜的内部深处。
2018-06-02 cond-mat.soft
Self similarity of liquid droplet coalescence in a quasi-2D free-standing liquid-crystal film
液滴聚并是化学、物理和生物体系中普遍存在的现象。在过去的几年里，人们对不同几何形状的液体物体的合并过程进行了实验和理论研究。我们介绍了一个uniquestion，允许一个准二维描述的聚结过程中，微米级的自由悬浮的近晶相液晶薄膜的平面液滴。我们发现，连接液滴的桥梁线性增长的时间在初始阶段ofcoalescence，无论是相对于它的高度和横向宽度。我们还验证了自相似动力学的桥梁在合并的第一阶段。我们比较我们的结果与模型的基础上的薄片方程。
2020-02-12 cond-mat.soft
Annihilation of Point Defect Pairs in Freely Suspended Liquid-Crystal Films
研究了自由悬浮近晶薄膜准二维几何结构中拓扑缺陷对的湮灭。这一基本过程是描述复杂缺陷模式统计的所有模型的基础。我们准备对相反的拓扑电荷和检索的相互作用机制，从他们的轨迹。的平方根依赖的缺陷分离的时间，直到湮灭和理论预测的对手的传播速度的不对称性被证实。证明了缺陷取向的重要性。轨迹通常是弯曲的，这取决于缺陷的相互取向（相位失配）和相对于远的未受干扰的指向矢的对的取向。实验为理论模型适应湮灭的实际复杂性提供了基础。
2019-11-11 cond-mat.soft
Nonlinear generation of vorticity in thin smectic films
我们分析了垂直振动的自由悬浮近晶薄膜中的螺线管运动。我们证明了解析的横向振荡的膜产生二维涡的平面中的膜由于流体动力学非线性。得到了平面内油膜运动涡量随油膜位移的显式表达式。薄膜周围的空气被证明起着至关重要的作用，因为它改变了横向振荡的色散关系，并将粘性应力传递到薄膜，修改其弯曲运动。我们提出了可能的实验观察，使检查我们的预测。
2015-12-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
X-ray diffraction from smectic multilayers: crossover from kinematical to dynamical regime
本文研究了近晶液晶多层膜的X射线衍射，通过对比运动学与动力学理论分析同步辐射反射，推导出两种衍射区域转变的定量标准，解释了厚膜的非典型衍射行为。
2025-05-29 cond-mat.soft
Structural studies of the bond-orientational order and hexatic-smectic transition in liquid crystals of various compositions
我们报告的自由悬浮六角薄膜的三种不同的液晶化合物的X射线研究。通过应用角X射线互相关分析（XCCA）的测量的衍射图案的键取向（BO）在六角相的顺序的参数直接确定。基于多临界标度理论（MCST）分析了BO序参量的温度演化。我们的研究结果证实了MCST的有效性，在整个温度范围内存在的六角相的所有三种化合物。在六方-近晶转变附近的BO序参量的温度依赖性由一个非常小的临界指数$β\approx0.1$的传统的幂律拟合。我们发现，BO阶的高次谐波的温度依赖性标度为一次谐波的功率，与指数等于谐波数。这表明不同阶的BO序参量之间存在非线性耦合。结果表明，具有不同相序的不同组成的化合物，在六方相和近晶-六方相变附近表现出相同的热力学行为。
2017-03-03 cond-mat.soft
Realization of hydrodynamic experiments on quasi-2D liquid crystal films in microgravity
近晶相液晶的自由悬浮膜是准二维流体的独特例子。近晶薄膜具有机械稳定性和仅几个分子层数量级的量子化厚度，是研究基本流体物理学的理想系统，例如集体分子有序，缺陷和波动现象，流体力学和二维（2D）非平衡行为，包括作为复杂生物膜的模型。近晶薄膜可以被拉过平面支撑物中的开口，从而产生薄的、以气泡为界的膜，并且也可以被制备为气泡，支撑在充气管上或自由漂浮。量子化的分层使得近晶薄膜在2D流体物理中具有独特的用途。OASIS小组一直在进行各种地面和微重力应用，将液晶薄膜应用于二维和准二维系统中的流体结构和流体动力学问题。为了探索近晶相自由漂浮气泡的形状演化，以及探测平板薄膜中的Marangoni效应，进行了抛物飞行和探空火箭实验。在国际空间站上的OASIS（空间近晶岛观测和分析）项目范围内，对近晶岛（薄背景膜上较厚的区域）和球形膜中微滴内含物的乳液动力学以及热毛细效应进行了长期研究。我们总结了OASIS硬件的技术细节，并给出了关键观测的初步例子。
2017-06-02 cond-mat.soft
Using dislocations to probe surface reconstruction in thick freely suspended liquid crystalline films
表面相互作用可以导致自由悬浮的液晶薄膜形成与本体材料不同的相，但尚不知道在厚膜的表面发生了什么。刃位错可以用作体心和重建表面之间的边界的标记。我们使用非接触模式原子力显微镜，以确定自由悬浮厚膜的4-n-庚氧基苯亚甲基-4-n-庚基苯胺（70.7）在结晶B相的表面下的边缘位错的深度。3.0发现+/-0.1nm高的台阶，其宽度随温度在56 ℃和59 ℃之间变化。用应变模型计算刃型位错上液晶层的分布，发现当温度从59 ℃降低到56 ℃时，重构的表面层数目从4层增加到50层。这种趋势跟踪的行为的相边界的厚度依赖的相图中的自由悬浮膜的70.7，这表明该表面可以被重建成近晶F区域。
2015-08-14 cond-mat.soft
Non-linear fluctuation effects in dynamics of freely suspended film
分析了自由悬膜中的长尺度动力学涨落现象。我们考虑各向同性薄膜，也就是说，可以从散装近晶A液晶。这种物体的关键特征是薄膜可能弯曲变形。弯曲（也称为挠曲）模式原来是有害的弱衰减。在简谐近似中，弯曲模不存在与q^2（q是模的波矢）成比例的类粘滞阻尼，因为它被旋转对称性所禁止。因此，弯曲模式强烈地受到非线性动态波动效应的影响。我们计算了由于弯曲模与面内粘性模的耦合而对弯曲模阻尼的主要涨落贡献，这恢复了弯曲模的类粘性q^2阻尼。我们的计算是在微扰理论的框架下进行的，其中模式的耦合假设是小的，那么弯曲模式阻尼是相对较弱的。我们讨论我们的结果在现有的实验和数值模拟的自由悬浮膜的背景下，并提出可能的实验观察我们的预测。
2015-01-27 cond-mat.soft
Detection of Islands and Droplets on Smectic Films Using Machine Learning
已经开发了机器学习技术来识别通过反射光显微镜成像的自由悬浮的近晶相液晶膜的表面上的夹杂物。使用Canny边缘检测对实验图像进行预处理，然后将其传递到经过训练的径向核支持向量机（SVM）以识别圆形岛屿和液滴。SVM能够以远远超过传统跟踪软件的精度识别这些感兴趣的对象，特别是当背景图像不均匀或当目标特征彼此非常接近时。该方法可应用于在各种视觉上不均匀的生物和软物质环境中跟踪物体，以研究生长动力学、空间秩序的发展和流体动力学行为。
2021-10-18 cond-mat.other cond-mat.soft
Coalescence of Low-Viscosity Fluids in Air
本文用电学方法研究了两个低粘度液滴合并的早期阶段。将一滴NaCl水溶液悬浮在空气中，在第二滴相同溶液上方生长，直到液滴接触。在这一点上，一座迅速扩大的桥梁在他们之间形成。通过测量在该聚结事件期间系统的电阻和电容，可以获得关于特征桥半径及其特征高度的时间依赖性的信息。在早期，观察到一个新的渐近制度，这是不符合以前的理论预测。在几个滴半径和接近速度的测量是一致的模型，其中两种液体合并与轻微变形的接口。
2008-09-09 cond-mat.soft
On droplets coalescence in a quasi-2D fluid
液滴的聚结在自然界和现代技术中起着至关重要的作用。各种实验和理论研究探索了3D和2D固体或液体基底上的液滴动力学。在本文中，我们证明了各向同性液滴的聚结限制在薄准二维液体-过热近晶薄膜。我们使用高速成像技术观察了微米级扁平液滴的合并过程，并分析了液滴在毫秒级时间尺度上的形状变化。我们的研究揭示了聚结时间的标度律，这表现出不同的依赖于液滴的几何形状比在固体基板上的液滴的情况下。提出了一个理论模型来解释行为的差异。
2020-03-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Phase-field model for a weakly compressible soft layered material: morphological transitions on smectic-isotropic interfaces
采用相场与流体动力学耦合模型描述了两相弱可压缩近晶相（层状相）与不同密度的各向同性流体接触的情况。一个非保守的近晶序参量耦合到一个保守的质量密度，以适应近晶各向同性边界附近的非螺线管流动所产生的两个阶段之间的密度对比。该模型旨在描述近晶薄膜在热处理下的形态转变，其中焦锥缺陷阵列通过近晶层的曲率相关蒸发导致圆锥金字塔和同心环。该模型导致一个扩展的热力学关系在曲面，包括其高斯曲率，非经典应力在边界和密度梯度所产生的流量。由模型给出的时间演化保持了液晶的总质量，同时仍然允许调制的近晶结构生长或收缩。控制方程的数值解表明，金字塔域雕刻在焦点二次曲线的中心时，温度升高，显示切向流在其表面。研究的其他情况包括两个圆柱形堆叠的近晶层的可能合并，液滴的形成，以及通过流的焦锥域之间的相互作用。
2022-01-31 cond-mat.soft nlin.PS
Modeling Dipolar and Quadrupolar Defect Structures generated by Chiral Islands in Freely-Suspended Liquid Crystal Films
我们报告了一个详细的理论分析观察到的岛屿，这是盘状夹杂物的额外层，浮动在薄，自由悬浮近晶C液晶膜之间的新的四极相互作用。在岛边界处的强切向锚定导致每个岛中的强度+1手性缺陷和膜中的伴随缺陷，这些形成拓扑偶极子。虽然相同手性的岛屿形成线性链，拓扑偶极子指向相同的方向，如文献中所报道的，具有不同手性的岛屿形成紧凑的四极结构，相关的偶极子指向相反的方向。这种异手性岛-缺陷对之间的相互作用是复杂的，随着岛之间距离的变化，缺陷移动以使指向矢场失真最小化。岛间电势和缺陷轨迹的细节强烈地依赖于液晶的弹性各向异性，其可以在实验中通过改变液晶的材料手性来修改。一个朗道模型，描述了能量的自由移动的缺陷数值求解，找到平衡配置的参数范围很广。
2009-04-17 cond-mat.soft
Fluid fibres in true 3D ferroelectric liquids
研究发现高极化三维铁电向列相液体可在室温下仅凭取向有序形成自由悬浮流体纤维，提出极性稳定机制模型，并揭示其非线性光学响应与电场驱动不稳定性。
2023-12-08 cond-mat.soft
Jamming modulates coalescence dynamics of shear-thickening colloidal droplets
本文研究剪切增稠胶体液滴的聚并动力学，发现其颈部生长遵循亚牛顿幂律，且颗粒分数超过堵塞分数时聚并显著延迟，并通过修正悬浮液黏度的理论模型解释了该现象。
2023-10-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effect of particle deformability on shear thinning in a 3D channel
悬浮在流过微通道的流体中的软颗粒经常在生物流动中遇到，例如容器中的细胞。它们可以在流动下变形，或者当它们与自身相互作用时受到机械应力时变形。可变形性为这些颗粒的流动性质增加了独特的特征。我们模拟可变形颗粒悬浮在流体中，在一个高的体积分数流过一个3D润湿通道。我们发现一个不连续的剪切变稀过渡，这取决于颗粒的变形能力。毛细管数是控制过渡的主要参数。我们还注意到显着的差异，在速度分布相比，他们的二维对应。为了得到这些结果，我们改进并扩展到3D的多组分格子玻尔兹曼方法，它可以防止液滴之间的合并。
2021-01-18 cond-mat.soft
Liquid Crystal Foams: Formation and Coarsening
研究了由纯液晶8 CB制成的泡沫的粗化。通过使氮气鼓泡通过纯液晶，在反相（$\textrm{T} = 35 ^{\circ}\textrm{C}$）中制备泡沫。在三个温度下研究粗化行为;在近晶相中的$\textrm{T} = 22 ^{\circ}\textrm{C}$和$33^{\circ}\textrm{C}$下以及在结晶相中的$\textrm{T} = 34^{\circ}\textrm{C}$下。在近晶相和结晶相，平均气泡半径$<R>$已被测量为时间的函数$<R > \sim t^λ$。在经典的湿皂泡沫中，生长指数通常为$λ\approx 0.33$，其中粗化是通过气体从具有高曲率的气泡扩散到具有低曲率的气泡。在液晶泡沫中，观察到生长指数$λ= 0.20 \pm 0.05$。这可能是由于气泡表面存在缺陷，从而减缓了粗化行为。该生长指数可以在双晶相和近晶相中观察到。在较高温度下，通常$>35^{\circ}\textrm{C}$聚结主导粗化行为。在各向同性状态$>41.5^{\circ}\textrm{C}$下，泡沫迅速不稳定。
2002-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spatially resolved x-ray studies of liquid crystals with strongly developed bond-orientational order
本文用X射线研究了液晶3（10）OBC自由悬浮的六角薄膜。我们的研究结果揭示了在六方-近晶相变附近的键取向（BO）顺序的空间不均匀性和在较低温度下形成大规模的六方畴。在六角相深处，通过角向X射线互相关分析（XCCA）直接确定了25个连续的六重BO序参量。这种强烈发展的六角阶，使我们能够确定高阶校正项的标度关系预测的多临界标度理论在一个完整的温度范围内的六角相存在。
2014-12-03 cond-mat.soft
Properties of the Broad-Range Nematic Phase of a Laterally Linked H-Shaped Liquid Crystal Dimer
为了寻找新型的液晶材料，合成了一种横向连接的H型液晶二聚体。该材料的独特特征是具有非常宽的温度范围（约50 ℃）的α-相，这与其他报道的主要显示近晶相的H-二聚体形成对比。该材料在纳米尺度（存在近晶簇）和宏观尺度下表现出有趣的纹理特征。也就是说，在一定温度下，材料的平坦样品显示畴壁的出现。这些畴壁是由表面锚定过渡和具有不同倾斜指向矢的分离区域引起的。高于和低于这个转变温度的材料代表一个单轴向的结晶，在平面样品和样品的缺陷与胶体夹杂物，自由悬浮液滴，X-射线衍射和透射电子显微镜的研究证实。
2014-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Experimental Realization of an Incompressible Newtonian Fluid in Two Dimensions
几纳米厚、几毫米直径的自由悬浮近晶A液晶薄膜中微米级夹杂物的布朗扩散强烈依赖于薄膜周围的空气。接近大气压时，三维耦合的膜/气体系统由Hughes/Pailthorpe/White流体动力学理论很好地描述，但在较低的压力（p < 70 ℃）下，扩散系数显著增加，在高真空中趋向于由膜尺寸确定的二维极限。在没有空气的情况下，薄膜被发现是一个几乎理想的物理实现的二维，不可压缩的牛顿流体。
2015-05-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A novel coarsening mechanism of droplets in immiscible fluid mixtures
在我们的日常生活中，摇晃沙拉酱后，我们看到悬浮在醋中的油滴变粗。这种分层过程在自然界中随处可见，也具有重要的技术意义。对于高液滴密度的情况下，畴粗化与液滴间碰撞和由此产生的聚结一起进行。这种现象主要由所谓的布朗凝聚机制解释：分子施加的随机热力引起单个液滴的随机运动，导致意外碰撞和随后的界面张力驱动的聚结。与此相反，我们表明，液滴运动不是随机的，但流体动力学驱动的组合物Marangoni力由于在每个液滴中产生的界面张力梯度作为液滴之间的组合物相关性的结果。这改变了我们对不混溶液体混合物中液滴粗化的基本物理理解。
2015-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
