Self-organized dynamics and the transition to turbulence of confined active nematics
我们研究如何限制批量微管为基础的主动向列相的混沌动力学转化为定期的时空模式。对于弱约束，多个连续的成核和湮灭拓扑缺陷自组织成持久的循环流的任一手。增加限制强度导致出现不同的动力学，其中在边界处的拓扑缺陷的缓慢周期性成核叠加到一对缺陷的快速处理上。缺陷对在多个旋转周期内向限制核迁移，而相关的双螺旋指向矢场从不同的双螺旋向近圆对称的配置演变。的缺陷轨道的崩溃是由另一个边界本地化的成核事件，建立长期的双周期动力学打断。比较实验数据的理论模型的一个积极的双金属，揭示了理论捕捉到的快速游行的一对$+\frac{1}{2}$缺陷，但不是缓慢的螺旋形转变，也不是周期性的成核缺陷对。理论也未能预测在弱约束状态下环流的出现。所开发的限制方法被推广到更复杂的几何形状，提供了一个强大的微流体平台，合理的工程二维自主流动。
2019-01-17 cond-mat.soft
Two-dimensional skyrmions and other solitonic structures in confinement-frustrated chiral nematics
我们探索空间局部的孤子配置的导演场，使用光学重新排列和激光诱导加热，在挫折手性双折射液晶限制在基板之间的垂直表面锚定。我们证明，除了最近研究的torons和霍普夫纤维化孤子结构（hopfions），可以产生一个主机的其他轴对称稳定和亚稳的导演场配置的局部扭曲匹配的表面边界条件，通过引入点缺陷和回路的奇异和非奇异向错。实验证明的结构包括所谓的“婴儿skyrmions”的形式的双扭曲圆柱体定向垂直于限制基板，其双扭曲场配置匹配的扭曲向错的循环的垂直边界条件。我们还生成任意大的skyrmion数的复杂纹理。基于自由能考虑和手征向列的非极性性质的简单的信封背面理论分析提供了对这些相互关联的孤子场配置的长期稳定性和多样性的见解，包括不同类型的torons，胆甾指环，二维skyrmions，以及由torons，hopfions，以及在约束受抑的手征双折射系统中实验观察到的各种向错环。
2016-12-29 cond-mat.soft
From Disks to Channels: Dynamics of Active Nematics Confined to an Annulus
该研究通过计算模拟探讨了限制在圆环几何形状中的二维活性向列流体动力学，揭示了边界曲率与限制相互作用的新稳态行为，并发现低于阈值内半径时动力学对拓扑约束不敏感。
2023-04-10 cond-mat.soft
Active nematodynamics on deformable surfaces
该研究在可变形表面上建立活性向列动力学模型，揭示曲率使拓扑缺陷产生法向力，为形态发生提供动态基础。
2024-05-22 cond-mat.soft math-ph math.DG
Role of disclinations in determining the morphology of deformable fluid interfaces
我们研究的平衡形状的囊泡，与平面内的有序，使用蒙特卡洛计划，并表明，高度弯曲的形状，如管和光盘，具有惊人的相似性，由某些曲率敏感外周膜蛋白产生的结构，可以自发产生的各向异性方向曲率与向异性向错发挥重要作用。我们发现，双阶和局部曲率之间的耦合可能会导致类似的缺陷向对方移动，不一样的缺陷远离，从而导致管的形成。热致缺陷对的产生导致分支管状结构。它还表明，螺旋排列的膜管，与周围的螺旋场，是一个占主导地位的软模式的系统。
2012-02-15 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Anomalous fluctuations of nematic order in solutions of semiflexible polymers
轮廓长度$L$超过其持久长度$\ell_p$的半柔性聚合物中的有序性通过将聚合物限制在半径$r_{eff}$远大于半径$r_ρ$的圆柱体中来描述，这是从溶液的相应浓度预期的。大规模分子动力学模拟结合密度泛函理论被用来定位各向同性向列（$I-N$）的过渡，并验证这种圆柱形的限制。异常波动，由于链偏转从相邻的链中的α相的建议。将偏转视为半柔性聚合物向列有序相中的集体激发，阐明了现有理论在描述$I-N$转变时存在缺陷的根源。
2016-04-04 cond-mat.soft
Nematic Bubbles and the Breaking of Spherical Symmetry
Università degli Studi di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；Universit‘a degli Studi di Padova（帕多瓦大学）
研究通过连续模型揭示了可变形壳体中向列序的形成机制，发现壳体柔软性影响相变特性，整数缺陷引起局部变形，半整数缺陷则不引起变形。
2026-03-07 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
Confinement Reveals Hidden Splay-Bend Order in Twist-Bend Nematics
Institute of Theoretical Physics and Mark Kac Center for Complex Systems Research, Jagiellonian University（雅盖隆大学理论物理研究所与马克·卡克复杂系统研究中心）；International Institute for Sustainability with Knotted Chiral Meta Matter (WPI-SKCM²), Hiroshima University（广岛大学缠绕手性超物质可持续发展国际研究所）
研究通过约束揭示扭弯向列相中的隐藏张弯序，并展示其在受限薄片中的相变行为。
2025-10-03 cond-mat.soft
Friction mediated phase transition in confined active nematics
本文通过最小连续介质模型研究了受限活性向列相中圆形约束与基底摩擦的相互作用，发现随摩擦增加系统发生从环流相到各向异性流相的动力学相变，证明摩擦与几何约束是活性向列相的重要控制参数。
2023-10-25 cond-mat.soft
Active nematic response to a deformable body or boundary: elastic deformations and anchoring-induced flow
本文用复变量方法解析二维活性向列相中线弹性物体的流动、指向矢、牵引力与形变，揭示活性应力和锚定条件诱导的效应及应力测量新思路。
2025-06-14 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Density-protected states in active matter under virtual confinement
Soochow University（苏州大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；Università degli Studi dell’Insubria（因苏布里亚大学）；INFN sezione di Milano（意大利国家核物理研究所米兰分部）；Université de Montpellier（蒙彼利埃大学）；Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization (MPI-DS)（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）
通过微观模拟和流体动力学理论分析，发现干活性向列相在光照边界自组装成致密有序环，并产生密度自选且独立于全局密度的无序核心，揭示了局部向列排列与曲率驱动活性流之间的通用相互作用。
2026-05-28 cond-mat.soft
Colloidal particles at a nematic-isotropic interface: effects of confinement
当胶体颗粒被一个向列-各向同性的平面界面捕获时，它会被界面拖曳，从而出现空间周期性结构，其周期取决于颗粒的质量、尺寸和界面速度~ \cite{west.jl:2002}。如果将液晶夹在两个基板之间，则界面呈楔形形状，以适应界面-基板接触角并使其正面上的指向矢畸变最小化。相应地，粒子沿着复杂的轨迹运动：它们首先被界面捕获，然后向其顶点“滑行”。我们的实验量化这种情况下，和数值最小化的朗道-德热内自由能允许定性描述的界面结构和阻力。
2006-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Defect patterns of two-dimensional nematic liquid crystals in confinement
二维或准二维双液晶是指表面受限系统。当这样的系统进一步由外部线边界限制或从内部线边界排除时，双指向矢形成变形纹理，其可以显示缺陷点或缺陷线，对于这些缺陷点或缺陷线，可以清楚地定义缠绕数。这里，特别注意当液晶分子倾向于形成平行于壁表面的边界纹理时的情况（即，在齐次边界条件下）。基于几何论证，给出了系统中所有缠绕数之和（总缠绕数）与约束角和弯曲段类型之间关系的一般理论。将理论缺陷规则与近年来实验和理论上观察到的织构进行了比较，验证了这一结论。
2021-12-15 cond-mat.soft math-ph math.MP
Viscoelastic confinement induces periodic flow reversals in active nematics
该研究通过线性稳定性分析和混合格子玻尔兹曼模拟，发现粘弹性通道约束下的活性向列相在低弹性模量阈值下会产生带周期性流动反转的自发振荡，并给出相图与机制解释，为活性物质调控研究提供新方向。
2023-07-27 cond-mat.soft physics.bio-ph
Poisson-bracket formulation of the dynamics of fluids of deformable particles
利用泊松括号法，我们推导出二维可变形颗粒流体的连续方程。粒子形状是量化的两个连续场：各向异性密度场，捕获单个粒子的变形从规则的形状和形状张量密度场，量化粒子伸长和伸长形状的排列。我们明确考虑由顶点模型能量描述的致密生物组织的示例，其中细胞形状已被提议作为液固转变的结构序参量。这里提出的生物组织的流体动力学模型捕获细胞形状与流动的耦合，并为致密组织的流变学建模提供了一个起点。
2020-11-23 cond-mat.soft
Reconfigurable Flows and Defect Landscape of Confined Active Nematics
使用新的微印刷技术，我们开发了一个多功能的实验装置，使我们能够研究如何横向限制驯服的微管/驱动蛋白的活性流动和缺陷特性的主动peptide系统。我们表明，在不受约束的几何形状，决定该系统的自组织的有效长度尺度失去了强横向约束下的相关性。戏剧性的转变，观察到从混乱的涡晶格和无缺陷的单向流动。缺陷，这决定了积极的流动行为，产生和消灭的通道壁上，而不是在散装，并获得一个强大的取向秩序在狭窄的通道。它们的成核是由不稳定性，其波长有效地屏蔽了通道宽度。所有这些结果都在模拟中恢复，比较突出了边界条件的作用。
2019-03-05 cond-mat.soft
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
Topological delocalisation of confined 3D active nematics
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Università degli Studi di Bari Aldo Moro（巴里阿尔多·莫罗大学）；INFN（意大利国家核物理研究所）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
研究三维活性向列相在封闭圆柱体内的受限情况，揭示被动弹性与活性竞争，改变边界曲率等参数得到不同局部化状态，发现受限改变活性标度性质，确立非均匀曲率受限是控制活性拓扑动力学的通用机制。
2026-07-14 cond-mat.soft
Weak Anchoring and Surface Elasticity Effects in Electroosmotic Flow of Nematic Liquid Crystals Through Narrow Confinements
由于微流控输运现象的出现，微流控液晶流的出现引起了人们的重新关注。在众多的输运过程中，电渗是一种有效的窄约束流体驱动方法。在目前的研究中，我们探讨了电驱动流的离子夹杂物考虑到从表面诱导的弹性和双电层现象的影响，一个可压缩流体。表面效应对流动特性的影响在微受限环境中会增大，必须加以适当的处理。为此，我们设计的耦合流动控制方程的基本自由能分析考虑的贡献，从第一和第二阶弹性，介电，挠曲电，离子和熵的能量。我们进一步考虑了弱锚定表面调整与二阶弹性，这有助于我们更准确地捕捉沿边界的指向矢变形。本研究的重点是在所产生的线性电渗通过狭缝型微通道，其表面被认为是化学处理，以显示一个垂直型弱锚定状态的表面电荷和弹性效应的影响。特别是在较高的电场下，观察到了一种光学周期性条纹结构，其中用于动态研究的埃里克森数被限制在统一的数量级。
2016-04-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Soft deformable self-propelled particles
在这项工作中，我们调查的集体行为的自推进粒子变形，由于本地成对相互作用。我们证明，这种变形单独可以诱导对齐的速度矢量。集体运动的发病进行了分析。应用高斯核心粒子之间的排斥，我们发现一个过渡到无序的非集体运动下的压缩。我们在这里解释说，这反映了可重入流体行为的一般高斯核心模型，现在适用于自推进系统。截断高斯势可以导致团簇结晶或更无序的团簇状态。对于高斯核势的中间值，我们第一次观察到可变形自推进粒子的走向。最后，没有核心潜力，但包括取向噪声，我们连接我们的描述与Vicsek的方法为自推进粒子的相互作用对齐。
2012-08-06 cond-mat.soft
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
Controlling chaos: Periodic defect braiding in active nematics confined to a cardioid
本研究探讨活性向列相流体中拓扑缺陷驱动的混沌流动，通过心形线几何约束实现无缺陷创生或湮灭的“黄金辫”高效混合态，并揭示约束尺寸增大引发向活性湍流态的转变。
2024-01-09 cond-mat.soft
Influence of nano confinement on nematic liquid crystals
我们探索的棒状液晶5 CB和6 CB，嵌入到平行排列的纳米通道中的介孔硅和二氧化硅膜的平均通道半径（4.7<=R <=8.3 nm）的函数，从而几何约束强度，通过在红外区域的光学双折射测量的有序。纳米通道内的取向顺序导致过量的双折射，其与纳米序参量成比例。它在冷却时以前驱行为连续演化，这是高温下典型的副作用状态。这些观察结果进行了比较与散装行为和分析的现象学模型。这种方法表明，σ有序场σ的强度超过了临界阈值σ_c =1/2，该阈值将不连续的从连续的paranematic到σ行为区分开。与唯象方法的预测一致，发现σ与反向沟道半径呈线性关系，由此我们可以推断出5CB（12.1 nm）和6CB（14.0 nm）的临界沟道半径Rc，区分连续和不连续的平行-各向同性行为。我们的分析表明，在通道壁的切向锚定是类似的强度在介孔硅和介孔二氧化硅膜。与体相行为的比较表明，在nanobiencing的有序性显着影响通道壁粗糙度导致减少的有效的有序性。
2012-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Coarse-graining dense, deformable active particles
针对汇合可变形活性粒子材料的建模问题，对紧密堆积可变形椭圆粒子模型粗粒化推导连续介质方程，揭示相互作用与活性流动的影响，结果与多相场模拟吻合，搭建细胞模型与活性物质连续理论的桥梁。
2025-01-13 cond-mat.soft physics.bio-ph
Dynamic bidirectional coupling of membrane morphology and rod organization in flexible vesicles
University of Twente（特温特大学）；Utrecht University（乌得勒支大学）
研究通过实验和模拟结合的最小模型，揭示了柔性囊泡中杆状粒子的有序排列源于各向异性相互作用、几何约束和边界顺应性的相互作用，展示了软约束如何驱动内部有序与囊泡形状的双向耦合，从而形成相图，其中长形囊泡在较低的填充分数下促进向列相对齐，而较高的填充分数诱导类似液晶的有序排列，使囊泡重塑为板状形态。
2026-05-21 cond-mat.soft
Rheology and structure of a suspension of deformable particles in plane Poiseuille flow
我们提出了一个实验研究的流变性和结构的受限悬浮液中流动的可变形颗粒在准二维Poiffille流。由于精确的微流体粘度测定技术结合浓度分布的测量，我们的研究提供了第一个实验确认{与三维颗粒}的结构化效应和流变学之间的强关系，以前只报道在纯二维系统的数值模拟。在由于限制而发生强结构化效应的条件下，有效粘度随颗粒浓度（这里是红细胞）的演变显示出与悬浮液结构中的定性转变相关的快速增长和平稳期的显著连续范围。
2022-04-07 cond-mat.soft
Light-Activated Motion, Geometry- and Confinement-Induced Optical Effects of 2D Platelets in a Nematic Liquid Crystal
本文研究向列相液晶中吸光片晶在光照下通过自诱导向列相-各向同性相变实现自推进，并揭示温度、光强和约束条件决定三种运动状态，为利用液晶相变驱动胶体及调控拓扑光子响应提供设计依据。
2024-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Confinement and magnetic field effect on chiral ferroelectric nematic in Grandjean-Cano wedge cells
本文研究了铁电向列相DIO手性混合物在Grandjean-Cano楔形盒中边缘位错的结构与磁场响应，揭示了不同相中位错类型及稳定性差异，并提出缺陷转变模型，发现SmZ_A*相因近晶层有限可压缩性在磁场中表现出独特行为。
2024-03-29 cond-mat.soft
Dynamics of Deformable Active Particles under External Flow Field
在大多数实际情况下，活性颗粒受到其环境的影响，例如，受到化学浓度梯度、光强度、重力或约束的影响。特别是，外部流场的影响对于在溶剂流体中游动的颗粒是重要的。对于诸如自推进液滴和活性囊泡的可变形活性颗粒，以及诸如裸藻和嗜中性粒细胞的微生物，已经通过关注形状变形进行了一般描述。本文介绍了作者近年来对单个主动可变形颗粒在外流场作用下的动力学行为的研究。首先，引入了一组包含一般外流影响的主动变形颗粒模型方程。然后，两个特定的流动剖面下的动态进行了讨论：线性剪切流，作为最简单的例子，和旋流。在后一种情况下，还考虑了旋流对活性可变形颗粒的散射动力学。
2017-07-26 cond-mat.soft
Nematic liquid crystals in a rectangular confinement: solution landscape and bifurcation
本文采用二维Landau-de Gennes框架，研究了矩形区域内双相液晶的解的景观和分岔图，其中包含两个几何相关变量：半短边长度$λ$和纵横比$b$ .首先，我们分析证明，对于任何$b$与足够小的$λ$或足够大的$b$与固定的域大小，有一个独特的稳定的解决方案，有两个线缺陷的相对短的边缘。其次，我们通过改变$λ$和$b$数值构造解景观，并报告了一个新的X状态，它出现在鞍结分岔，并作为这样的解景观的父状态。然后在这些解景观中发现各种新的类，包括X类、S类和L类。通过跟踪单个解的Morse指数，我们给出了临界平衡的分岔图，从而说明了临界点的出现机制和几何各向异性对受限缺陷图案的影响.
2021-09-21 cond-mat.soft math-ph math.AP
Chaos-generating periodic orbits of topological defects in confined active nematics
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of California, Merced（加州大学默塞德分校）；Kent State University（肯特州立大学）
研究揭示了主动向列体中受限条件下，缺陷的周期轨道生成机制及有序流的设计原理。
2026-03-05 cond-mat.soft
Dimensional confinement and superdiffusive rotational motion of uniaxial colloids in the presence of cylindrical obstacles
本文研究椭球粒子在圆柱形障碍物间的扩散，发现扁椭球垂直、长椭球平行于圆柱轴排列，圆柱重叠时出现维度受限，且向列相中扁椭球近壁翻转导致转动均方位移呈超扩散行为。
2024-08-30 cond-mat.soft
Theory of nematic and polar active fluid surfaces
我们推导出一个完全协变理论的流体动力学的极性和极性的活性表面，受到内部和外力和扭矩。本文研究了极曲面和非极曲面的对称性，发现除了5种不同类型的面内各向同性曲面外，极曲面和非极曲面还可分为5种极曲面、2种伪极曲面、5种伪极曲面和2种面内各向同性曲面。我们给出了我们已经确定的不同类型的表面的物理实现的例子。我们得到的表达式的平衡张力，力矩，和外力和扭矩作用在一个被动的极或曲面。我们计算的熵产生率使用热力学接近平衡的框架，并找到本构方程的极性和非极性表面具有不同的对称性。本文研究了受限平面手征极性有源层和对称性破缺的受限可变形极性有源表面的不稳定性。
2022-07-21 cond-mat.soft physics.bio-ph
Entropy-driven enhanced self-diffusion in confined reentrant supernematics
我们提出了一个分子动力学研究的重入双相使用的Gay-Berne-Kihara模型的液晶在纳米约束。当密度高于近晶A相的特征密度时，形成以大的序参量$S\simeq1$为特征的重入型有序相。沿着这些“supercrystallized”相的取向，表现出显着高的自扩散性，超过普通的，低密度的crystallized相的数量级。自扩散系数的增强归因于禁闭中转动构型熵的降低。脉冲场梯度核磁共振技术的最新发展，为我们的模拟实验确认提供了有利的条件。
2010-10-31 cond-mat.soft
Anomalous transport of magnetic colloids in a liquid crystal-magnetic colloid mixture
我们报告了一个广泛的分子动力学研究的平移动力学的混合系统组成的偶极软球（DSS），代表铁磁颗粒，悬浮在一个液晶（LC）矩阵。我们观察到，LC矩阵强烈修改的DSS的动态。在各向同性政权，DSS显示出交叉从subdiffusive正常扩散行为在很长一段时间内，随着增加的subdiffusive政权的偶极耦合强度的增加。在非线性体系中，由于LC粒子的集体重取向，LC矩阵对DSS链施加了圆柱形限制。这导致了DSS的扩散动力学沿纵向和亚扩散动力学（与指数$\sim 0.5$）在垂直方向。由LC矩阵提供的限制也反映了由DSS的速度自相关函数的组件在双相的振荡行为。
2018-10-11 cond-mat.soft
Landau-de Gennes Modelling of Confinement Effects and Cybotactic Clusters in Bent-Core Nematic Liquid Crystals
Center for Applied Mathematics, Renmin University of China（中国人民大学应用数学中心）；Department of Mathematics and Statistics, University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学数学与统计系）；College of Science, Princess Nourah bint Abdulrahman University（公主诺拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学理学院）；University of Manchester（曼彻斯特大学）
本文提出了一种广义模型，用于研究弯曲核心向列相液体晶体中约束效应和细胞状团簇的相变行为及取向剖面调控。
2026-01-08 cond-mat.soft math-ph math.MP
Defect binding-unbinding transition in active nematic membranes
Tohoku University（东北大学）
研究活性向列相液晶在可变形膜上的动力学，探讨活性应力与各向异性曲率耦合的相互作用，通过最小模型模拟向列序参量和膜高程的耦合演化，发现从曲率主导 regime 到活性主导 regime 的连续转变，揭示了活性湍流的特征，并通过标度分析确定临界活性阈值与耦合常数和弯曲刚度的关系，进一步发现定向模式与膜几何形状的显著相关性在湍流 regime 中仍存在。
2026-04-03 cond-mat.soft
Insensitivity of active nematic dynamics to topological constraints
限制一个液晶施加拓扑约束的取向顺序，允许全局控制的平衡系统的操纵锚定边界条件。在这篇文章中，我们调查是否一个类似的策略，允许控制主动液晶。我们研究了一个流体动力学模型的可扩展的活动限制在容器中，与不同的锚定条件，施加不同的净拓扑电荷的控制器。我们表明，动态控制的拓扑缺陷之间的复杂的相互作用的董事和他们诱导的涡流。我们发现三个不同的状态，通过不同的限制和强度的主动应力：拓扑最小的状态，循环缺陷状态，和湍流状态。与平衡系统相比，我们发现锚定条件被主动流屏蔽，在不同的拓扑约束下保持系统行为。这一观察发现了活性材料和平衡材料之间的根本区别。
2017-11-28 cond-mat.soft
Domain walls in two-dimensional nematics confined in a small circular cavity
利用蒙特卡罗模拟，我们研究了一个由硬壁包围的小圆形空腔内的二维硬杆流体，从稀态到高密度、分层态。平面和垂面锚定的双折射指向矢可以通过自由能惩罚诱导在墙壁上。圆形的几何形状产生的挫折，在第二阶段和一个极对称的配置与扭曲的方向场加上两个$+1/2$向错创建。在较高的密度，观察到一个准均匀的结构与（最小）的导演失真，这是通过形成取向畴壁放松。这种新的结构是没有预测的弹性理论，是类似于在三维混合狭缝孔观察到的阶梯状结构。我们推测，畴壁的形成是一个一般的机制，以放松弹性应力的条件下，强表面锚定和严重的空间限制。
2014-02-03 cond-mat.soft
Competition between capillarity, layering and biaxiality in a confined liquid crystal
约束的效果上的相行为和结构的流体制成的双轴硬颗粒（长方体）的理论研究通过Onsager的二阶维里理论的限制在长粒子轴冻结在一个相互平行的配置。限制是由两个平行的平面硬壁（狭缝孔几何形状），与颗粒长轴垂直的墙壁（完美的垂面锚定）。在散装，一个连续的向列相到近晶相的过渡发生，而形状各向异性（矩形）颗粒截面诱导双轴有序。因此，四个体相，单轴和双轴晶相和近晶相，可以稳定的横截面纵横比是不同的。在限制流体，向列相到近晶相的转变被抑制，并且可以存在由连续transition分离的单轴相或双轴相。近晶有序不断发展的壁颗粒浓度的增加（在协议的抑制向列-近晶的第二阶转变在限制），但一阶分层过渡，涉及n和n+1层的结构，出现在高浓度的受限流体。分层和单轴-双轴有序之间的竞争导致三种不同类型的分层过渡，在这两种共存的结构可以是单轴的，一个单轴和另一个双轴，或两个双轴。此外，分子双轴性和壁相互作用之间的相互作用是非常微妙的：虽然硬壁不利于双轴相的形成，双轴性是对分层过渡，因为我们已经表明，通过比较的限制相行为的圆柱体和长方体。Onsager理论的预测能力进行了检查和确认，通过执行一些计算的基础上基本测量理论。
2010-04-28 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
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
Analytical model for the motion and interaction of two-dimensional active nematic defects
该研究开发了二维活性向列相缺陷速度的近似解析模型，结合向列相液晶拓扑缺陷速度结果与活性向列相缺陷流场，考虑长程相互作用与取向耦合，通过线性近似实现两体相互作用处理，能解析预测缺陷束缚态、吸引作用及轨迹等，补充了相关研究。
2024-11-26 cond-mat.soft
Periodic orbits, pair nucleation, and unbinding of active nematic defects on cones
本研究通过解析与数值模拟结合，揭示了锥面上活性向列相缺陷的周期轨道、成核与解绑机制，为几何约束控制活性材料提供了新见解。
2023-10-09 cond-mat.soft physics.bio-ph
Long-range nematic order and anomalous fluctuations in suspensions of swimming filamentous bacteria
我们研究的集体动力学细长的游泳者在一个非常薄的流体层设计长，丝状，非翻滚细菌。强约束诱导弱的碰撞时，其中，足够大的密度的细胞，引起全球的有序排列。这种均匀但波动的相，在最大的实验上可达到的毫米尺度上观察到，表现出由标准模型预测的群集特性，如Vicsek风格的极性粒子模型与排列：真正的长程有序和非平凡的巨数波动。
2017-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Morphodynamics of Active Nematic Fluid Surfaces
在大变形极限条件下，建立了控制可变形曲面上主动粘性流体行为的形态动力学方程。重点放在制定的目标率，占正常的变形，同时确保切向流是欧拉，并使用的表面导数（而不是协变导数）的自由能，弹性耦合当地为了平面外弯曲的表面。专注于表面几何形状和它的动态相互作用与流体力学，几个说明性的不稳定性，然后表征。这些例子包括斯克里文-洛夫数及其近似的作用不可忽略的情况，以及主动的非线性强迫可以用Föppl-von-Kármán数的近似来表征的情况。对于前者，流动和变化的纹理耦合到表面几何形状的粘性耗散。结果表明，这导致在非平凡的松弛动力学的一个管。对于后者，在拉伸（主动起皱）和收缩（主动珍珠）的不稳定性的管形状，以及积极的弯曲不稳定性的拉伸自由能耦合到表面弯曲条款，在拉伸织构。与平面情况相比，这种弯曲不稳定性现在具有由管的非本征曲率设定的阈值。最后，我们研究了一个拓扑缺陷位于一个几乎平坦的表面上，并表明存在一个稳定的状态，缺陷的弹性，活动和不可忽略的自旋连接的组合驱动的表面形状的变化。
2023-01-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Tuning and Switching a Plasmonic Quantum Dot Sandwich in a Nematic Line Defect
我们研究了在两个等离子体纳米棒之间可控地夹着单个半导体核/壳量子点所产生的量子力学效应。控制的位置和夹层限制结构是通过使用线性陷阱，液晶线缺陷和激光镊子，推动三明治在一起。这种安排允许激子等离子体相互作用的研究在一个单一的结构，不受系综效应或介电界面的复杂性。我们证明了等离子体限制对量子点的光子反聚束行为及其发光寿命的影响。当纳米棒远离量子点时，量子点表现为单个发射体，但当紧密地限制在等离子体夹层中时，显示出可能的多激子发射和显著降低的寿命。这些发现表明，液晶缺陷，结合激光镊子，使一个多功能的平台，研究等离子体耦合现象在纳米级实验室，其中所有的元素可以安排几乎随意。
2017-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Active particles confined in deformable droplets
本文采用模型研究了软约束下活性粒子与液滴变形的相互作用，揭示活性粒子能增强液滴界面形状涨落并发现两种液滴破裂机制。
2024-07-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Spontaneous Vortex Instability in Active Nematics
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（尼尔斯·玻尔研究所，哥本哈根大学）
本研究通过Floquet线性稳定性分析揭示活性向列相中涡旋状态源于二次之字形不稳定性，无需非线性机制，并在通道约束下预测涡旋数量，为实验验证提供途径。
2026-09-15 cond-mat.soft
Quadrupolar active stress induces exotic phases of defect motion in active nematics
本文数值研究四极活性应力对活性向列相缺陷运动的影响，发现其可诱导缺陷的极性与向列有序，并形成缺陷链和星形等新型自组织相。
2021-12-06 cond-mat.soft physics.bio-ph
3D active nematic disclinations behave as Majorana quasiparticles
本文提出用主动向列相中的三维向错线经典实现马约拉纳费米子，通过拓扑与模拟揭示受限条件下自发产生马约拉纳型带电向错线和环，并发现其行为类似Kitaev链，为在宏观尺度研究马约拉纳物理提供了新途径。
2024-02-25 cond-mat.soft
Discontinuous transition to active nematic turbulence
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Center for Systems Biology Dresden（德累斯顿系统生物学中心）；University of Cape Town（开普敦大学）；Cluster of Excellence Physics of Life, TU Dresden（德累斯顿工业大学生命物理卓越集群）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Universitat de Barcelona Institute of Complex Systems (UBICS)（巴塞罗那大学复杂系统研究所）；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚研究高级学院）
研究发现无约束条件下活性取向流体的湍流过渡是不连续的，通过模拟发现活动性参数A*≈4900时出现突变，且存在双稳性和滞后效应。
2026-01-07 cond-mat.soft nlin.CD physics.bio-ph
