Interaction of the Torque-Induced Elastic Charge and Elastic Dipole with a Wall in a Nematic Liquid Crystal
我们证明了在液晶中胶体的弹性电荷可以由外力矩矢量产生。力矩分量起着二分量电荷的作用，产生类库仑势，而它们的守恒定律起着类似于静电学中高斯定理的作用。该理论适用于胶体表面相互作用。具有垂面指向矢或平面指向矢的壁在弹性偶极子上产生1/r^4排斥力。然而，外力的作用会在胶体中产生弹性电荷，并触发向1/r^2斥力的转换。
2009-02-22 cond-mat.soft
Saddle-splay elasticity and field induced soliton in nematics
Freedericksz跃迁的对称性破缺，当一个均匀排列的π态被一个均匀或周期性畸变的π态取代时，已经被广泛研究过。本文分析了在高于Freedericksz阈值的磁场存在下，鞍展弹性对液晶非线性基态的影响。我们确定了扭结孤子在垂直于孤子初始平面的波矢扰动下线性不稳定时的分岔点。只有当鞍展弹性常数与向列相的弹性模量之比在一常数近似下大于临界值时，才会发生这种失稳|K_{24} /K|>0.707。
2012-03-27 cond-mat.soft
Elastic director vibrations in nematic liquid crystals
最近，Biscari、DiCarlo和Turzi [“Anisotropic wave propagation in bisotropic liquid crystals”，to appear（arXiv：1311.1802）]提出了一种用于线虫声学的理论，该理论将bisotropic liquid crystals建模为具有分子弛豫的bisotropic弹性体。在这里，我们扩展了这个理论的分析，以解释可能由声波的传播引起的指向矢运动。我们发现，董事的振动是有关的-通常是小-各向异性的分子分布，从而提供了一个理由，观察不可忽略的声光响应所需的相对较高的超声强度。
2014-01-16 cond-mat.soft
Elastic octopoles and colloidal structures in nematic liquid crystals
我们提出了一个简单的理论模型，解释了偶极二维和三维胶体结构的形成在液晶。胶体粒子被视为有效的硬球，通过其弹性偶极子，四极矩和八极矩相互作用。结果表明，八极矩在二维和三维胶体晶体的形成过程中起着重要的作用。我们将这一假设推广到外加电场的情况，并从理论上解释了最近在三维晶体中观察到的巨电致伸缩效应[A. Nych等人，Nature Communications \textbf{4}，1489（2013）]。
2013-05-14 cond-mat.soft
A computational study of nematic core structure and disclination interactions in elastically anisotropic nematics
本研究采用奇异势方法，在Q张量框架下计算了各向异性Frank弹性向列相液晶中向错偶极子的平衡构型，发现弹性常数各向异性改变了向错间的弹性屏蔽效应。
2025-03-26 cond-mat.soft
Likely striping in stochastic nematic elastomers
对于单畴弹性体，我们构建了广义的弹性-弹性本构模型相结合的纯弹性和新古典型应变-能量密度。受随机弹性最近发展的启发，我们将这些模型扩展到随机弹性的形式，其中模型参数由空间独立的概率密度函数在连续水平定义。为了研究这些系统的行为，并证明概率参数的影响，我们专注于经典问题的剪切条纹在拉伸弹性体的解决方案是明确的。我们发现，不像在新古典的情况下，非均匀变形发生在一个普遍的间隔，是独立的弹性模量，弹性模量模型，临界区间取决于材料参数。对于随机扩展，这个区间的边界是概率性的，并且齐次和非齐次状态在两者都有给定概率发生的意义上竞争。我们将此间隔内的不均匀模式称为“可能的条纹”。
2020-03-16 cond-mat.soft
A Microscopic Estimation of the Splay Elastic Constant K11 for Nematic Liquid Crystals
本文发展了向列相液晶展曲弹性常数 K11 与永久分子矩关系的理论，通过计算相邻分子间静电能密度，实现了具有正确数量级的 K11 微观估计。
2024-06-27 cond-mat.soft
Elastic continuum theory: Fully understanding of the twist-bend nematic phases
扭转-弯曲取向相$N_{\rm TB}$可被视为螺旋分子排列，其中指向矢$\bf n$围绕额外指向矢场$\bf t$均匀旋进。它对应于表现出纳米级周期性调制的电子基态。为了从弹性的角度证明该相的稳定性，提出了Frank弹性能量密度的自然扩展。弹性能量密度是建立在新相位的对称元素，其中介入这些指向矢场的分量与通常的笛卡尔张量一起。结果表明，基态对应于一个变形状态，其中$K_{22} > K_{33}$。当弹性自由能被解释在类比与朗道理论，它表明存在一个二阶相变之间的通常和扭曲-弯曲双相，驱动一个新的弹性参数发挥类似的作用的一个主要的介电各向异性的经典向列相，并密切相关的体积压缩模量代表的伪层的扭曲-弯曲双相。根据实验结果，预测了一个相变和纳米间距的值。
2015-03-30 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
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
Elastic monopoles and external torques in nematic liquid crystal colloids
到目前为止，人们普遍认为，悬浮在液晶中的胶体粒子永远不会产生弹性单极子，因为这违反了机械平衡条件。而使指向矢场的形变随距离r^{-1}而减小的唯一途径是在胶体\cite{de_Gennes}上施加一个外力矩Γ_{ext}。在本文中，我们证明了这种说法是不完全正确的和弹性单极子，以及偶极和四极，可以诱导没有任何外部的影响，只是由粒子本身。从理论上研究了具有非对称锚定强度分布的球形胶体颗粒的行为。它表明，这样的粒子悬浮在一个crackhost可以产生指向矢变形减少为$r^{-1}$，即弹性单极，本身没有任何外部的影响。
2013-11-19 cond-mat.soft
Elasticity in the Gauge Theory of Active Nematics with Topological Defects
本文分析了溶致液晶在自组织流动中的相行为，即所谓的主动向列相。它们的弹性性质是由拓扑缺陷（例如，向错和boojums）和流动状态的演化共同引起的。与传统的非活性材料相比，AN的弹性的这种变化设置了这些材料的新的工作特性，对它们的可切换和可调谐特性产生影响。在这项工作中，我们研究了单轴液滴AN相的拓扑缺陷，在其集体流动，我们应用规范弦类理论的方法，在晶格上的微分形式互换的驱动力的概念。用MonteCarlo方法模拟的结果表明，在一定条件下，活性区中从α相到各向同性（N-I）相的相变类型和结晶特性可能不同于传统的溶致相变区。
2018-02-19 cond-mat.soft
Theory and simulation of the nematic zenithal anchoring coefficient
结合分子模拟、Onsager理论和液晶的弹性描述，研究了液晶的弹性常数和顶面锚定系数与体序参量的关系.
2002-04-04 cond-mat.soft
The Role of Elastic Anisotropy in Active Nematics
本研究分析弹性常数各向异性对活性向列相流体动力学的影响，基于多极框架发现单极畸变的新型活性扭矩、偶极子推进变化，二维点缺陷影响微小，并确定缺陷对的弹性扭矩。
2025-11-11 cond-mat.soft
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
Q-tensor model of twist-bend and splay nematic phases
扭转-弯曲取向相（NTB）的特征在于在转变成NTB相之前具有锥形的扭转指向矢和弯曲弹性常数的急剧软化。在最近发现的展曲相位（NS）的展曲弹性常数趋于零，导致在展曲调制垂直于导演。我们模型的两个阶段与一个单一的Q-张量自由能，包括一个长期的，打破了之间的简并性的splay和弯曲的弹性常数，和一个flexoelectric长期耦合的Q-张量的发散与极化。NTB或NS相是通过改变一个弹性参数的符号来获得的。测量的弹性常数表明，N-NTB转变主要是由于增加的电子级，而NS转变是由于挠曲电耦合。
2019-10-03 cond-mat.soft
Theory of Elastic Interaction of the Colloidal Particles in the Nematic Liquid Crystal Near One Wall and in the Nematic Cell
我们应用在参考文献[S. B. Chernyshuk和B. I. Lev，Phys.Rev.E，\textbf{81}，041701（2010）]中开发的方法，用于在一个壁附近的受限双折射液晶（NLC）中和在具有厚度\textbf{81}的双折射盒中的轴对称颗粒之间的胶体弹性相互作用的理论研究。垂直和平面导演取向的情况下被认为是。特别是偶极-偶极，偶极-四极和四极-四极的\textit{one}粒子与壁和内的\textit{one}细胞的相互作用被发现，以及相应的\textit{two particle}弹性相互作用。预测了一组新的结果：在垂直壁面附近，两个偶极粒子在高度$h$处的有效斥力功率随无量纲距离$r/h$的增加而从倒数3逐渐减小到5，在平面壁面附近，预测了大距离$r>r_{dd}=4.76 h$时的偶极-偶极\textit{isotropic attraction}效应;吸引区和排斥区的地图对于平面壁附近和平面单元中的所有相互作用都发生了关键性的变化;发现垂面对称晶胞中的一个偶极粒子从厚度为$L$的晶胞中心移动距离为$δ_{eq}$ \textit{independent}的细胞。所提出的理论与取自[M.Vilfan et al. Phys.Rev.Lett. {$1\div1000 kT$ 101}，237801，（2008）]中的化合物。
2011-01-11 cond-mat.soft
Colloidal Surfaces with Boundaries, Apex Boojums and Nested Elastic Self-Assembly of Nematic Colloids
胶体颗粒的自组装有望成为一种强大的复合材料制造技术，但仍然受到对随后结构的有限控制的挑战。我们开发了一种新的纳米胶体，它是具有边界的数学表面的物理类似物，与分子排列场相互作用，而不会在平坦时引起缺陷。然而，由薄的纳米箔制成，它们可以被成形以促使形成自补偿缺陷，该缺陷驱动由微球介导的预编程弹性相互作用。为了证明这一点，我们将纳米箔包裹在金字塔的所有三角形侧面上，除了它的正方形底部。随后的金字塔锥诱导点缺陷与分数刺猬电荷的相反的迹象，自发地对准相对于远场导演，以形成弹性偶极子和嵌套组件与可调间距。八面体形状的纳米箔相互作用就像弹性四极子。我们的发现可能会推动低对称性胶体相的实现。
2016-11-29 cond-mat.soft
General elastic interaction in nematic liquid crystals colloids
提出了描述胶体粒子与液晶分子弹性相互作用的自由能泛函。它推广了\cite{lupe}的结果，适用于任意的表面锚定强度。发现了电粒子与胶体粒子在形式上的相似与不同，首次证明了在胶体粒子周围指向矢场轴对称破缺的情况下，四极矩张量的毛刺不同于零$Sp\hat{Q}_μ\neq 0$，这与静电学不同。获得了任意胶体之间弹性相互作用的新的一般表示，其中包含与$Sp\hat{Q}_μ\neq 0$相关的新多极项，这些项在标准静电学中是不存在的。
2009-07-29 cond-mat.soft
Effect of nematic ordering on the elasticity and yielding in disordered polymeric solids
用分子动力学模拟研究了聚合物固体模型的弹性与屈服之间的关系。通过改变链的弯曲刚度和键长，得到了具有键无序的半结晶和无序玻璃态聚合物，以及具有键有序的半结晶玻璃态聚合物。发现在键无序系统中，剪切屈服强度Ty与剪切模量G之比Ty/G接近于原子金属玻璃的普适值。在玻璃中的局部有序的增加导致的剪切模量的增加和剪切屈服强度的降低，如在实验中观察到的热固性塑料。随后减少的比例Ty/G的每单体应力的分布方面提供了一个尝试性的解释。
2018-11-16 cond-mat.soft
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
Probing active nematics with in-situ microfabricated elastic inclusions
本研究通过原位微加工弹性夹杂物，直接测量活性向列凝胶的力与流变性质，验证理论预测并推断弹性常数，同时展示缺陷操控新策略。
2023-07-21 cond-mat.soft
Deformation and chaining of flexible shells in a nematic solvent
如果变形的成本与液晶的弹性形变的成本相当，则浸没在液晶中的微米级弹性壳体可以被主机变形。此外，这种夹杂物相互作用，并形成链，由于四极畸变诱导的主机。一个连续的理论模型，使用有限元开发了这个系统，使用网格正则化和动态细化，以确保质量的数值表示，即使是大变形。从这个模型中，我们确定的影响，壳的弹性，弹性和锚固条件的形状的壳，从而提取参数值从实验实现。将该模型扩展到多体相互作用，我们预测了链相对于主机的取向角作为纵横比的函数，这被发现与实验非常吻合，大大提高了以前的理论预测。
2017-06-28 cond-mat.soft
Elastic interactions between topological defects in chiral nematic shells
提出了一个新的、自洽的、鲁棒的理论模型来研究液晶壳层中拓扑缺陷之间的弹性相互作用。以一种简单的方式解释壳的非同心性质，我们能够成功地准确地解释和预测缺陷的位置，这在胶体自组装的背景下最相关。我们校准和测试我们的模型对现有的实验数据，并将其扩展到所有新观察到的缺陷配置手性双壳层。我们进行了新的实验，以进一步检查和确认本模型的有效性。此外，我们能够获得的能量的$+1$或$+3/2$向错线的胆固醇，其复杂的性质是最近才报道的定量估计。
2016-10-11 cond-mat.soft
Fluctuating Nematic Elastomer Membranes: a New Universality Class
本文研究了平面内对称性自发破缺的弹性体膜的平面相。这种状态的特点是简单剪切和软横声子的弹性模量为零。在简谐水平下，面内取向（面内取向）序对热涨落是稳定的，热涨落导致短程面内平移（声子）关联。为了处理热涨落和相关的弹性非线性，我们介绍了两个推广的二维膜在三维空间中的任意D-维膜嵌入在d-维空间，并分析其异常弹性在D=4的扩展。我们发现了一个新的稳定的不动点，控制长尺度性能的弹性体膜。它的特征在于奇异的平面内弹性模量，其作为相关的反比长度尺度的幂律eta_lambda=4-D而消失（例如，波矢量）和有限的弯曲刚度。我们的预测在4维附近是渐近精确的。
2003-02-01 cond-mat.soft
Equilibrium morphology of tactoids in elastically anisotropic nematics
本文用$\mathbf{Q}$张量表象研究了双折射液晶中的二维类晶。一个散装自由能的迈尔-Saupe形式的特征值约束$\mathbf{Q}$，加上弹性条款高达三阶$\mathbf{Q}$用于了解各向异性锚定和Frank-Oseen弹性的形态向列型各向同性域的影响。此外，体积约束的引入，以稳定在共存的任何大小的tactoids。我们发现，各向异性锚定的结果在界面厚度的差异取决于在界面处的董事的相对取向，和界面成为双轴切向对齐时，各向异性引入。对于负tactoids，边界拓扑引起的表面缺陷变得尖锐的弹性各向异性增加。另一方面，通过参数化研究它们的能量景观，我们发现，表面缺陷并不代表积极tactoids的最低能量配置。相反，弗兰克-奥森弹性体之间的相互作用，和各向异性锚定产生半双极导演配置与非圆形界面形态。最后，我们发现，对于不断增长的tactoids的董事配置的演变是高度敏感的自由能中包括的各向异性项，最低能量配置可能不代表动力学获得tactoids在很长一段时间。
2022-10-14 cond-mat.soft
Theory of elastic interaction between colloidal particles in the nematic cell in the presence of the external electric or magnetic field
格林函数法在文献[1]中得到了发展。[S. B. Chernyshuk和B. I. Lev，Phys. Rev. \textbf{81}，041707（2010）]用于描述在存在外部电场或磁场的情况下，微电解池中轴对称胶体颗粒之间的弹性相互作用。得到了垂直场和垂直场取向的垂直场盒中偶极-偶极、偶极-四极和四极-四极相互作用的一般公式。预测了一组新的结果：1）当电场接近其Frederiks阈值$E\Rightarrow E_{c}$时，垂直于胞电场的负介电各向异性介电胞中偶极子粒子的\textit{Deconfinement effect}.这意味着取消了在参考文献[M.Vilfan et al. Phys.Rev.Lett. { \bf 101}，237801，（2008）]对于Frederiks跃迁附近的偶极粒子，而对于四极粒子，它保持不变。2)在具有$Δε<0$的垂直排列的单电池中，沿着平行于电池平面的电场的颗粒的\textit{attraction and stabilization}的新效应。两个粒子之间的最小距离取决于场的强度，并且可以是普通的。3)所有弹性相互作用的吸引区和排斥区在外场的作用下都发生了显著的变化。
2011-09-14 cond-mat.soft
On the physical basis for the nematic rubber elastic free energy
我们讨论了为什么它是物理的，以保持条款的橡胶弹性自由能，反映了序参量依赖的网络聚合物的自然尺寸。我们解决这个问题的一些数学方法的难点。
2009-10-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stable nematic droplets with handles
我们使用屈服应力材料作为外部流体，用手柄来稳定表面张力驱动的不稳定性，并研究了拓扑约束和弹性之间的竞争所导致的复杂的液晶纹理和缺陷结构。我们发现了一个令人惊讶的持久扭曲配置的液滴内的方向盘时，切向锚定建立在它们的边界，我们解释后，考虑鞍展的弹性自由能的影响。对于环形液滴，我们发现，鞍展能量屏幕扭曲能量导致自发打破镜像对称性的手征扭曲状态持续的纵横比高达20。对于带有额外手柄的液滴，我们在实验和计算机模拟中观察到每个手柄有两个额外的表面缺陷;这些缺陷位于具有局部鞍形几何形状的区域中，以最大限度地减少螺旋扭曲，从而最大限度地减少相应的弹性自由能。
2013-04-25 cond-mat.soft
Generalized Berreman's model of the elastic surface free energy of a nematic liquid crystal on a sawtoothed substrate
在本文中，我们提出了一个推广的Berreman的模型的弹性贡献的表面自由能量密度的液晶在一个支持垂面锚定，作为一个函数的波数的表面结构$q$，倾斜角$α$和表面锚定强度$w$的衬底存在。除了以前报道的非解析贡献成正比于$q\ln q$，由于在楔形底部和顶点的衬底的向错线的成核，下一个领先的贡献是成正比于$q$对于一个给定的衬底粗糙度，与Berreman的预测。我们计算了这个项，发现它有两个贡献：相对于对应于孤立的向错线的指向矢场的偏差，以及它们相关的核心自由能。从Landau-de Gennes模型得到的结果比较表明，我们的模型是相当准确的极限$wL>1$，当强锚定条件有效地实现。
2012-05-18 cond-mat.soft
Defect Kinematics in 2D Nematics: Contributions from Surface Topology, Intrinsic and Extrinsic Geometry, Solitons, Defect Orientations, and Elastic Anisotropy
School of Physics, UNSW（新南威尔士大学物理学院）；EMBL Australia Node in Single Molecule Science, School of Medical Sciences, UNSW（UNSW医学院单分子科学澳大利亚EMBL节点）；ARC Centre of Excellence for the Mathematical Analysis of Cellular Systems, UNSW Node（UNSW节点，ARC细胞系统数学分析卓越中心）
本文通过几何场论研究了向列介质中载电拓扑缺陷的粒子状动力学，揭示了表面拓扑、内在几何、拓扑孤子、缺陷取向和弹性各向异性对缺陷动力学的影响。
2026-05-21 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
Membrane stress and torque induced by Frank's nematic textures: A geometric perspective using surface-based constraints
本文将含嵌固分子的弹性膜看作是具有内有序性的各向异性流体膜模型。通过考虑指向矢场和膜曲率之间的几何耦合，证明了在Canham-Helfrich弹性的基础上，薄膜织构会产生各向异性应力。建立在微分几何，解析表达式被发现的膜应力和扭矩所引起的张开，扭曲和弯曲的指向矢描述的弗兰克能量的液晶。在球体和圆柱体表面上可视化了由原型纹理引起的力。
2019-07-02 cond-mat.soft
Elastic Effects in Disordered Nematic Networks
在二维数值模拟中研究了无序双弹性体模型中的弹性效应。在各向同性相中交联的网络对拉伸表现出不寻常的软机械响应。它是由沿着指向矢伸长的取向相关区域的逐渐对齐引起的。在进一步拉伸时获得到宏观上对准的状态的急剧交叉。文中还讨论了随机内应力的影响。
1999-07-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Spectral energy analysis of bulk three-dimensional active nematic turbulence
本文采用连续介质数值模拟方法对三维块状主动湍流进行了能谱分析。具体来说，我们计算的两个主要的能量贡献-动能和弹性能-的频谱，并结合这与几何分析的三阶和流场，基于直接缺陷跟踪和计算的自相关。我们发现，积极的反弹性能量集中在相应的规模的有效缺陷-缺陷分离，缩放活动为$\simζ^{0.5}$，而动能是最大的，通常是几个100 μ m的相关长度在较大的尺度。向列双轴性被证明在大多数长度尺度上对主动湍流没有作用，但在主动缺陷核尺寸尺度上可以影响一个数量级的非线性弹性能量。探讨了外部对准场对3D主动湍流的影响，显示了从有效主动湍流到对准状态的过渡。这项工作的目的是提供一个贡献，了解活跃的湍流在一般的三维，从主要的能源相关机制的角度在不同的长度尺度的系统。
2020-09-14 cond-mat.soft
Elastic and viscous properties of nematic dimer CB7CB
我们提出了一套全面的测量光学，介电，抗磁性，弹性和粘性的性质在由液晶二聚体形成的N（N）相。所研究的二聚体，1，7-双-4-（4-氰基联苯）庚烷（CB 7 CB），是由两个刚性棒状氰基联苯链段通过一个灵活的脂肪族链接与七个甲基。CB 7 CB和其他手性二聚体是令人感兴趣的，因为它们倾向于采用弯曲构型并形成具有调制的手性指向矢结构的两种状态，即扭曲弯曲NTB和倾斜螺旋NTB，ChOH，这在非手性二聚体掺杂有手性添加剂并暴露于外部电场或磁场时发生。我们表征的材料参数作为温度的函数在整个温度范围内的N相，包括前过渡区附近的N-NTB和N-各向同性（I）的转变。展曲常数K11是由两个直接和独立的技术，即检测的Frederiks过渡和动态光散射（DLS）的指向矢波动幅度的测量确定。用动态光散射法测定了弯曲常数K33和扭转常数K22。K_（33）是三个常数中最小的，在N-I和N-NTB前过渡区都表现出很强的非单调的温度依赖性，斜率为负。测量的比率K11/K22在整个低温范围内大于2。在N相中与张开，扭曲和弯曲波动相关的取向粘度与由棒状分子形成的向列相的取向粘度相当。所有这三种都表现出强烈的温度依赖性，在N-NTB转变附近急剧增加。
2017-09-22 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
Orientation Dependent Interaction and Self-assembly of Cubic Magnetic Colloids in a Nematic Liquid Crystal
近年来，分散在液晶液晶中的球形微粒得到了广泛的研究。本文报道了具有垂面锚定结构的赤铁矿微立方体在液晶中的弹性形变、胶体相互作用和自组装的实验研究。我们证明了立方胶体的相互作用和自组装是取向依赖的。与传统微球相比，微立方体稳定了各种结构，如弯曲链、分支、扭结和闭环。微立方体在旋转的外部磁场下重新定向，从而在介质中经历弹性扭矩，这使得我们能够通过弹性扭矩和磁性扭矩之间的竞争来测量磁矩。我们的研究结果表明，在液晶中的小面磁性胶体具有开发具有特定形貌的新型功能磁性材料的潜力。
2019-09-27 cond-mat.soft
Anomalous elasticity of nematic elastomers
利用重整化场论的幂方法研究了弹性体的反常弹性。利用对称性和相关性的一般论点，我们引入了一个最小的Landau-Ginzburg-Wilson弹性能量的弹性体。执行一个图解的低温膨胀，我们分析的位移场的波动和低于上临界尺寸3。我们的分析揭示了某些弹性模量的异常，在这个意义上，它们取决于长度尺度。在$d = 3$中，这种依赖性是对数的，在$d=3$以下，它是具有反常标度指数的幂律类型。4个相关的剪切模量之一消失在长的长度尺度，而唯一相关的弯曲模量发散。
2002-12-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flexoelectric effect in biaxial nematics
本文利用统计理论研究双轴向列相液晶的偶极挠曲电极化，揭示单轴—双轴转变处Meyer挠曲电系数分裂及新系数产生，并表明其与弹性常数分裂的对应关系。
2011-02-09 cond-mat.soft
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
Soft Elasticity in Nematic Liquid-Crystal Networks
液晶网络由耦合到液晶分子的弱交联聚合物组成。所得混杂体系具有丰富的弹性性能。我们发展了一个相场模型来描述六角液晶网络的力学性质。六方液晶网络被发现有软剪切变形。的弹性性能进行了预测分析，并证实了数值模拟。此外，该模型还包括非线性弹性和位错或向错。
2008-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Smectic-like rheology and pseudo-layer compression elastic constant of a twist-bend nematic liquid crystal
在扭弯液晶（N \textsubscript{TB}）液晶中，分子的平均取向呈现出具有纳米尺度周期性的螺旋结构。在介观尺度上，N \textsubscript{TB}类似于层状系统（如近晶），其中螺距相当于“伪层”，而没有真正的质量密度波。我们研究了N \textsubscript{TB}相的流变性能，并与通常的SmA相的结果进行了比较。通过对剪切响应的分析和对缺陷介导的层状体系流变学的简化物理模型的调整，我们从动态模量$G^{*}(ω)$的测量中测量了N \textsubscript{TB}相的伪层压缩弹性常数$B_{eff}$。我们发现，$B_{eff}$的N \textsubscript{TB}相是在$10^{3}-10^{6}$ Pa的范围内，它遵循的温度依赖性，$B_{eff}\sim (T_{TB}-T)^{2}$由最近的粗晶弹性理论预测。我们的研究结果表明，N \textsubscript{TB}的结构流变学是惊人的相似，通常的近晶液晶，虽然温度依赖性的$B_{eff}$是快得多的近晶液晶的粗粒度模型预测。
2020-10-30 cond-mat.soft
Topological Defects in Spherical Nematics
我们研究了局限于二维球（S^2）中的双光子系统中拓扑缺陷的组织。我们首先对S^2的切平面中的硬杆（球柱）流体系统进行蒙特卡罗模拟。球体被压缩，直到我们达到一个最大堆积密度的堵塞状态。向列相态显示出四个+1/2向错排列在一个大圆上，而不是排列在正四面体的顶点上。这是由于系统的高弹性各向异性，其中展曲（K_1）远比弯曲（K_3）软。我们还介绍和研究了S^2上弹性常数可调的晶格双折射模型，并绘制出了作为弹性各向异性函数的优选缺陷位置。我们建立了一个单参数族的简并基态在极端splay主导极限K_1/K_3 -> 0。因此，全局缺陷几何形状是可控的，通过调整相对张开弯曲模量。
2008-06-27 cond-mat.soft
On the weak nematic elasticity and soft deformation modes
本文研究了具有小变形和转动的不可压缩非经典弹性力学的一般情况。结果表明，只有当自由能中存在特定的玻恩项时，内自旋转动才是重要的。分析了具有三个转动自由度和标量序参量的自由能体系的热力学稳定性条件和软变形模的存在性。结果表明，软变形模式并不总是存在的。如果满足软模存在的条件，并且没有玻恩项，则应力张量是对称的。证明了无穷小Warner势满足这些条件。当应力对称性只能近似地假设时，自由能和应力的简化的、“简化的”关系式被导出。简化公式，它保留了一般的稳定性条件和软变形的存在条件，也可以很容易地计算应力-应变-旋转关系。
2003-05-29 cond-mat.soft
Elastic constants from direct correlation functions in nematic liquid crystals: a computer simulation study
密度泛函理论，例如Poniewierski-Stecki理论，将双折射液晶的弹性性质与它们的局部液体结构联系起来，即，与粒子的直接关联函数（DCF）。我们提出了一种方法来确定的DCF在没有任何近似的模拟的情况下，考虑到对相关性的方向上的董事明确的依赖性，在无源状态。利用这个方案，我们评估的弗兰克弹性常数K1，K2和K3在一个系统的软椭球。的值是在良好的协议，直接从订单波动的分析。因此，我们的方法建立了一个可靠的方法来计算弹性常数的对分布在计算机模拟。
2001-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Splay-bend elastic inequalities shape tactoids, toroids, umbilics, and conic section walls in paraelectric, twist-bend, and ferroelectric nematics
本文揭示展曲与弯曲弹性常数之比K_11/K_33的变化决定向列相液晶中液滴形状转变、缺陷形变模式及铁电畴壁几何，并指出单常数近似无法描述这些效应。
2024-03-16 cond-mat.soft
Director alignment at the nematic-isotropic interface: elastic anisotropy and active anchoring
向列相的活动驱动界面流动，导致优先排列，即切线或平面的可伸展系统（推）和垂直或垂面的收缩的（拉）。这种排列被称为主动锚定，并且已经报道了许多系统，并使用主动锚定流体动力学理论进行了描述。后者基于单弹性常数近似，即，它们假定潜在的被动磁致伸缩的弹性各向同性。然而，真正的向列相具有不同的弹性常数，这导致界面锚定。在本文中，我们考虑弹性各向异性的多相和多组分流体动力学模型的主动向列相和被动锚定的弹性各向异性驱动的界面之间的竞争进行调查。我们首先考虑平移不变性的系统，以分析在平坦界面的对齐，然后，考虑二维系统和主动微滴。我们调查的竞争的两种类型的锚定在很宽的范围内的其他参数，系统的特点。模拟结果表明，活跃的锚定占主导地位，除了在非常低的活动，当接口是静态的。此外，我们发现，弹性各向异性不影响的动力学，但改变的有效长度，成为各向异性。
2021-04-16 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Density-functional study of defects in two-dimensional circular nematic nanocavities
我们利用密度泛函理论研究了圆形纳米腔中二维缺陷的结构。密度，介电序参量，和导演的领域，以及缺陷的核心能量和核心半径，得到在一个物理上一致的方式与拓扑电荷$k=+1$（径向和切向对称）和$k=+1/2$的缺陷。一个独立的计算的流体弹性常数，在同一理论，使我们能够连接到本地的自由-能量密度预测的弹性理论，这反过来又提供了一个标准，以确定一个缺陷的核心边界和缺陷的核心自由能的两种类型的缺陷。径向和切向缺陷具有非常不同的性质，这是以前的Maier-Saupe理论无法解释的特征，因为相互作用的简化性质导致所有弹性常数相等。在空腔中存在两个$k=+1/2$缺陷的情况下，由于所考虑的空腔半径较小，无法达到弹性规则，但已经可以获得一些趋势。
2009-11-18 cond-mat.soft
Nonlinear Elasticity, Fluctuations and Heterogeneity of Nematic Elastomers
液晶弹性体实现了一种迷人的新形式的软物质，即传统的交联聚合物凝胶（橡胶）和液晶的复合物。这些{ \em固体}液晶汞齐，非常类似于它们的（常规的，流体）液晶对应物，可以自发地部分打破平移和/或取向对称性，伴随着新的软戈德斯通模式。因此，这些材料可以表现出非常规的弹性，其特征在于一些弹性模量的弹性强制消失。因此，对这种固体的恰当描述需要对经典弹性理论作必要的修改。在这项工作中，我们发展了一个{ \em旋转不变}，{ \em非线性}理论的弹性体的理想液晶弹性体的双相。我们表明，它的特点是软模式，对应于长波长的剪切变形的固体网络和旋转的方向场的组合。我们研究了这些软模的热涨落网络的不均匀性的存在下，并表明，它们导致了各种各样的异常弹性性质，如奇异的长度尺度相关的剪切弹性模量，发散的弹性常数的张开变形的指向矢，长尺度不可压缩性，普遍泊松比和非线性应力应变关系的任意小应变。这些长尺度的弹性性质是{ \em通用}的，由一个非平凡的零温度固定点控制，并构成了一个定性的崩溃的经典弹性理论在弹性体。因此，弹性体实现了稳定的“临界相”，其特征在于普遍的幂律相关性，类似于连续相变的临界点，但在整个相上延伸。
2007-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastic constants of nematic liquid crystals of uniaxial symmetry
本文详细研究了分子间相互作用对由圆柱对称分子组成的单轴液晶的Frank弹性常数的影响。本文对向列相弹性常数的理论发展状况作了简要的总结。考虑一个既有排斥又有吸引的对势，对MBBA、PAA和8OCB三个体系进行了数值计算。对于这些系统的长宽比${x_0}$估计从实验提出的分子结构。排斥相互作用由硬旋转椭球（HER）之间的排斥表示，吸引势由四极相互作用和色散相互作用表示。从数值结果中，我们观察到，在向列相的密度范围内的四极和色散相互作用的贡献是小的排斥HER相互作用相比。包含吸引相互作用降低了弹性常数比的值。给出了弹性常数比随温度的变化规律，并与实验值进行了比较。理论和实验之间的一个相当好的协议进行观察。
2004-05-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Algebraic theory of linear viscoelastic nemattodynamics Part 2: Linear viscoelastic nematic viscoelasticity
本文的第二部分发展了适用于LCP的线性粘弹性线虫动力学理论。用粘性向列相的LEP方法和弱弹性粘弹性弹性体的de Gennes自由能理论描述了粘性和弹性粘弹性组分。外加磁场的情况证实了非对称应力的发生。尽管该理论具有多参数的特征，但使用双参数算子将其呈现为一种优雅的形式。当无磁场存在时，理论简化为6参数对称情形，对于可能存在软变形模式的粘弹性线虫动力学，理论采用极为简单的2参数形式。结果表明，线性线虫动力学总是减少到LEP类方程的系数改变的线性记忆泛函的参数计算从原始的粘度和模量。
2004-09-10 cond-mat.soft
Lily-like twist distribution in toroidal nematics
环形向列相是环形环面形式的双折射液晶的液滴。当指向矢服从平面简并边界条件时，所有弹性常数的平衡解都是沿所有内部环形壳平行线的纯弯曲指向矢场。局部稳定性分析表明，当扭转弹性常数足够小时，预计会发生不稳定性。很自然地推测，在这种状态下，整体平衡的特征是在环面的边界上有一个最大的扭曲偏转，在环面的横截面上的扭曲分布由一个fennel状表面表示。我们证明，令人惊讶的是，稳定的扭曲分布，而不是由一个百合状的表面。因此，总的最大扭转偏转正好落在圆环内。为了应对完全非线性设置中弹性自由能泛函的复杂性，我们开发了一种专门的深度学习优化方法，在这里也进行了适当的验证和记录，因为它有望适用于其他类似的问题，同样难以分析。
2018-10-25 cond-mat.soft
High order elastic terms, boojums and general paradigm of the elastic interaction between colloidal particles in the nematic liquid crystals
本文提出了一种新的非线性液晶中胶体粒子间弹性相互作用的理论描述方法，该方法引入了超越偶极和四极相互作用极限的高阶弹性项。在考虑高阶弹性项的情况下，得到了轴对称胶体粒子间弹性相互作用势的表达式。提出了非线性液晶中胶体粒子间弹性相互作用的一般范式，使得每个具有强锚定和半径$a$的粒子都有三个围绕自身的区域。$a<r\lessapprox 1.3a$的第一个区域是拓扑缺陷区域;近似距离范围$1.3a \lessapprox r \lessapprox 4a$的第二个区域是发生从拓扑缺陷到主多极矩的交叉的区域。高阶弹性项是基本项（占总变形的10%~ 60%）。第三个区域是主多极矩区域，其中高阶项的贡献小于10%。该区域延伸至距离$r\gtrapprox 4a=2D$。作为一个例子，球形粒子与平面锚定条件和boojums在极点的情况下被认为是。结果表明，Boojums可以通过多极展开进行解析描述，其精度可达$1/r^{7}$，整个球形粒子可以有效地看作是6阶多极，其多极性等于$2^{6}=64$ .相应的弹性相互作用和高阶弹性项给出了两个接触珠之间的最小能量角$θ_{min}=34.5^{\circ}$，与实验值$θ_{min}=30^{\circ}$接近。
2013-05-11 cond-mat.soft
