Structure of smectic defect cores: an X-ray study of 8CB liquid crystal ultra-thin films
我们研究了近晶相中的拮抗锚定所阻碍的非常薄的液晶膜的结构。在圆柱形几何形状中，膜厚度小于150 nm的结构由缺陷主导，并且缺陷核的详细拓扑结构可以通过X射线衍射来揭示。它们看起来像是半管状的旋转颗粒边界（RGB）。我们确定的RGB空间扩展，并评估其能量每单位线。两者都明显大于文献中通常提出的
2005-10-26 cond-mat.soft
Dislocations and Fibrations: The Topological Structure of Knotted Smectic Defects
本研究探究近晶液晶中扭结缺陷的拓扑性质，分析螺位错、刃型位错等缺陷与扭结纤维化的关联，给出点缺陷数量下界，深化了与焦锥畴的类比，为相关拓扑理论提供研究平台。
2024-10-07 cond-mat.soft math-ph math.AT
Defect Topology in Colloidal Smectics
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
针对胶体层状相中常见的90°晶界，提出基于层的拓扑框架，将正交晶界视为基态组成部分，并分类二维和三维缺陷拓扑，揭示二维向错荷不唯一分类缺陷，三维刺猬向错荷非拓扑不变量。
2026-06-23 cond-mat.soft
Topological defects at smectic interfaces as a potential tool for the biosensing of living microorganisms
本研究利用近晶液晶界面锚定特性及焦锥畴缺陷，通过光学响应区分细菌类型并量化浓度，为活体微生物生物传感提供新工具。
2023-06-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Defect kinetics and dynamics of pattern coarsening in a two-dimensional smectic-A system
采用高阶Landau-de Gennes型自由能模型对各向同性/近晶-A相变的粗化过程进行了二维模拟。近晶向错，基本位错，和总位错含量的缺陷湮没法确定。计算的取向相关长度和向错密度的演变被认为是与以前的实验观察表明，向错相互作用占主导地位的粗化过程中的协议。近晶向错运动的机制，有限的吸收和发射的基本位错，被发现是由曲率壁连接相互作用的向错促进。在粗化过程的中间时刻，观察到分裂芯位错的形成和显示有效的向错四极结构的相互作用。这项工作提供了一个框架，为进一步了解的形成和动态的不同的一套曲率缺陷观察到的近晶相液晶和其他层状材料系统。
2008-05-23 cond-mat.soft physics.chem-ph
Curvature directed anchoring and defect structure of colloidal smectic liquid crystals in confinement
本研究通过实验与模拟探究椭圆阱中胶体近晶的边界曲率如何控制锚定转变及向错与位错缺陷结构，揭示几何约束调控液晶缺陷的普适原理。
2023-11-30 cond-mat.soft
Smectic Pores and Defect Cores
黎曼极小曲面是一个完备的、可嵌入的、单参数的极小曲面族，具有沿一个方向的平移对称性。它的无限数量的平面端部通过一系列的颈部连接在一起，紧密匹配双连续层状系统的形态，其中孔隙连接交替层。我们明确证明，黎曼极小曲面是由两个相反的手螺旋面的非线性和。该描述特别适合于描述包含两个螺旋位错的近晶相液晶。
2011-10-04 cond-mat.soft
The structure of disintegrating defect clusters in smectic C freely suspended films
本研究探讨了近晶C自由悬浮膜中拓扑荷大于一的缺陷簇的解体机制，发现缺陷以空间对称方式解体为单一+1荷缺陷，并通过实验与模型分析揭示了缺陷图案的几何排列规律及随时间平方根扩展的仿射变换特性。
2023-07-27 cond-mat.soft
Topological defect coarsening in quenched smectic-C films analyzed using artificial neural networks
本文利用目标检测与二分类神经网络分析淬火近晶C相薄膜中的拓扑缺陷粗化过程，发现早期因分辨率限制存在计数偏差，中后期湮灭动力学与二维XY模型理论预测一致。
2022-11-30 cond-mat.soft
The Topology of Dislocations in Smectic Liquid Crystals
近晶相液晶相的序参量与超流体或超导体的序参量相同，即为复标量场。我们发现，这些系统之间的边界条件的本质区别导致一个显着不同的拓扑结构的缺陷。螺旋缺陷和边缘缺陷可以在拓扑上区分。这意味着一个不变的边缘位错环，使近晶缺陷可以拓扑连接不像缺陷有序系统与非阿贝尔基本群。
2017-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft math-ph
Smectic vortex glass
我们表明，在II型超导体中，横向施加到相关柱状无序的磁场会驱动相变到明显的“近晶”涡旋玻璃（SmVG）状态。SmVG的特点是由一个无限各向异性的电输运，电阻（无耗散）的电流垂直（沿）柱状缺陷。它的位置顺序也是相当不寻常的，长期与真正的布拉格峰沿柱状缺陷和grammically粗糙的涡旋晶格扭曲与准布拉格峰横向柱状缺陷。对于低温和足够弱的列唯一的障碍，SmVG是一个真正的拓扑有序的“布拉格玻璃”，其特征在于由一个消失的位错密度。在足够长的尺度上，残余的一直存在的点无序将这种状态转换为更标准的，但高度各向异性的涡旋玻璃。
2021-05-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topology and ground state degeneracy of tetrahedral smectic vesicles
嵌段共聚物的化学设计使得可以产生具有可调微观结构的聚合物囊泡。在这里，我们专注于在零温度下的近晶液晶嵌段共聚物制成的囊泡模型。囊泡呈现多面四面体形状，并且近晶层排列在具有位于顶点处的拓扑缺陷的平行直线的堆叠中。我们计算了$T=0$上允许的状态数。对于任何固定的形状，我们发现了一个二维可数退化的近晶图案依赖于近晶层和四面体壳的边缘之间的倾斜角。对于大多数值的倾斜角，近晶层包含螺旋拓扑缺陷。该系统可以自发地打破手征对称性时，层组织成螺旋图案，由一个绑定对的$+1/2$向错。最后，我们建议四面体近晶囊泡的功能化缺陷的背景下，可能的应用和可能的后果的螺旋结构的刚性囊泡。
2018-12-17 cond-mat.soft
Breaking the Rules for Topological Defects: Smectic Order on Conical Substrates
弯曲基板上的有序相经历了复杂的相互作用的有序性和内在的曲率，通常产生挫折和奇点。这在晶体中是一个特别重要的问题，因为越来越小的尺度材料生长在真实表面上;最终，表面缺陷与晶格常数在同一尺度上。在这里，我们获得洞察到这个一般性的问题，通过研究二维近晶秩序基板上具有高度本地化的内在曲率，从锥和它们的相交与平面。在这样做的时候，我们充分利用了易于处理的“纸和磁带”结构，使我们能够详细地理解诱导尖点和奇点。
2012-07-18 cond-mat.soft math-ph math.MP
Determining the Anchoring Strength of a Capillary Using Topological Defects
我们认为近晶-A * 在毛细管与表面锚定，有利于平行排列。如果近晶相的体相是手性近晶相的标准扭曲晶界相，则将存在临界半径，低于该临界半径，近晶相将不具有任何拓扑缺陷。在此半径以上，毛细管中心的单个螺旋位错将是有利的。与表面锚定一起，磁场也将抑制螺旋位错的形成。在这篇文章中，我们计算了临界场，在这个临界场处，缺陷在能量上是优选的，作为表面锚定强度和毛细管半径的函数。因此，在几个不同半径处的实验可以确定锚固强度。
1997-02-03 cond-mat.soft
Topology of orientational defects in confined smectic liquid crystals
我们提出了一个一般的形式主义来表征取向挫折的近晶相液晶的限制，解释新兴的网络的晶界作为对象的拓扑电荷。在一个正式的理想化，这个电荷分布在四分之一整数大小的点状单位，我们确定与位于端点和节点的四次向错。这种共存的四阶和四阶的帮助下，广泛的蒙特卡罗模拟的二维限制的几何形状以及胶体实验分析，显示如何观察到的缺陷网络可以普遍重建从简单的积木。我们进一步发现，限制壁的曲率决定了晶界的锚定行为，这样新兴网络中的节点数量和端点的位置可以分别通过改变角的数量和光滑度来调整。
2021-09-29 cond-mat.soft math-ph math.MP
Smectic Layering: Landau theory for a complex-tensor order parameter
由沿着一个方向堆叠的微观层组成，同时保持层内的流体状位置无序，近晶是探索复杂限制几何形状中的拓扑结构，缺陷和几何记忆的优秀系统。然而，层状液晶在一个方向上的晶体状特征和层内的流体状无序的共存使得层状液晶非常难以建模-特别是在存在缺陷和大扭曲的情况下。近晶的向列特性可以全面描述的Q-张量，但捕获的近晶分层单独的功能，我们开发了一个唯象的朗道理论的复张量序参量E，这是能够描述的本地程度的层状有序，层位移，和取向的层。这个理论可以解释平行和垂直的弹性贡献。除了解决复杂的标量序参量模型固有的潜在的模糊性，该模型减少到以前采用的简单的近场模型，并打开了新的可能性，数值研究近场具有许多缺陷，在复杂的几何形状和极端限制。
2022-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Trapping and sorting active particles: motility-induced condensation & smectic defects
我们提出了集体捕获相变的实验实现[Kaiser等人，PRL 108，268307（2012）]，在V形障碍物的存在下使用能动极性颗粒棒。我们提供了一个理论，这种过渡的基础上的相互作用的运动引起的凝聚和液晶有序，并表明，捕获发生时，持续涌入克服集体驱逐近晶缺陷结构。与理论一致，我们的实验发现，当陷阱角$θ$低于阈值$θ_c$时，陷阱填充到边缘，而所有粒子逃逸为$θ> θ_c$。我们的模拟支持进一步的预测，即$θ_c$随着旋转噪声的增加而下降。我们利用捕获对定向运动持续性的敏感性，根据粒子活动的统计特性对粒子进行分类
2019-03-19 cond-mat.soft
Active smectics on a sphere
本文利用活性相场晶体模型研究球面上活性层状相液晶的缺陷动力学，发现活性与球面拓扑共同加速粗化过程，并确定旋转螺旋缺陷为稳态特征。
2023-11-07 cond-mat.soft
Colloidal dipolar interactions in 2D smectic C films
我们使用二维（2D）弹性自由能来计算浸入近晶- $C$薄膜中的两个圆盘之间的有效相互作用。对于强垂面锚定，由盘引起的指向矢场的畸变产生额外的拓扑缺陷，其引起盘之间的有效相互作用。我们使用有限元，自适应网格，以尽量减少二维弹性自由能。该方法被证明是准确和有效的磁盘和缺陷，不同的3个数量级的长度尺度上的不均匀性。我们计算两个盘缺陷对在一个简单的（线性）配置之间的有效相互作用。对于大的磁盘分离，$D$，弹性自由能标度为$\sim D^{-2}$，证实了长程有效相互作用的偶极特性。对于小的$D$，能量表现出明显的最小值。最低能量对应于盘-缺陷对的对称配置，其中内部缺陷在盘之间的中点处。两个圆盘之间的距离是外部缺陷与最近圆盘之间距离的两倍。后者与孤立盘形核缺陷的平衡距离相同。
2001-07-09 cond-mat.soft
Composite Dislocations in Smectic Liquid Crystals
近晶相液晶的特征在于在其基态具有优选的均匀间距和消失曲率的层。近晶中的位错在相形核、层重取向和动力学中起着重要作用。通常建模为拥有一个线奇点，位错的层结构导致一个发散的压缩应变，因为一个接近缺陷中心，这表明一个大的，弹性确定熔化的核心。然而，已经观察到，对于大电荷位错，缺陷分裂成两个向错[C。E. Williams，Philos.Mag.32，313（1975）]。在这里，我们调查的复合核心的拓扑结构。由于近晶不能扭曲，不同向错几何之间的转换受到高度约束。我们展示了它们之间的几何路线，并表明，尽管享受精确的拓扑规则的三维空间，额外的结构线向错在三维smectics本地化过渡到高阶点奇点。
2017-04-26 cond-mat.soft
Visualization, coarsening and flow dynamics of focal conic domains in simulated Smectic-A liquid crystals
近晶相液晶通过呈现形成几何上完美的共焦椭圆和双曲线的缺陷结构，生动地说明了破坏的平移和取向对称性的微妙相互作用。在这里，我们发展和数值实现一个有效的理论来研究近晶A型液晶中焦锥域的动力学。我们利用我们的模拟提供的近晶相的结构和能量密度的信息，开发了几种新的可视化工具的焦点二次曲线。我们的模拟准确地描述了简单和拉伸剪切，我们比较实验，并提供额外的洞察焦锥域的粗化动力学。
2015-12-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topological Inclusions in 2D Smectic-C Films
在近晶-C液晶薄膜中，含有额外近晶层的局部区域形成携带拓扑电荷的圆形内含物。这样的夹杂物成核伴随拓扑缺陷。这些夹杂缺陷对被建模为拓扑偶极子的上下文中的一个耦合常数近似的2D弗兰克自由能。偶极方向与优选取向的偏差导致偶极获得对数电荷。偶极方向的热波动的计算和发现是大的，缩放系统大小的对数。除了偶极-偶极相互作用所产生的拓扑电荷，我们还发现，偶极方向的热波动耦合通过偏好的对数电荷的全局电荷中性。
1998-05-29 cond-mat.soft
Shape-dynamic growth, structure, and elasticity of homogeneously oriented spherulites in an isotropic/smectic-A mesophase transition
采用Landau-de Gennes模型，结合四极张量序参量和复近晶-A序参量，模拟了初始均质近晶-A球晶在各向同性基质中的二维生长.这些模拟是在两种材料条件下进行的形状动态（纳米尺度）生长制度：各向同性弹性和等展曲弯曲弹性。这两种情况之间的生长动力学，球晶形态，界面/体能量景观的比较表明，相等的展曲弯曲弹性是需要重现过去的实验和理论观察。此外，一个以前未知的波动不稳定性，在球晶生长过程中发现，结合优选的平面锚定和缺陷脱落机制在微米级的长度尺度，可以解释焦锥曲率缺陷的形成机制，并最终近晶-A的“接力棒”结构实验观察。
2009-02-09 cond-mat.soft
Doubly-periodic instability pattern in a smectic A liquid crystal
本文报道了在液晶8 CB中观察到的双周期表面缺陷图案，它是在液晶-近晶A相变过程中形成的。该图案是由8 CB分子的拮抗性排列引起的，其在样品池的表面处是垂面的，而在样品池的本体中是平面的。在近晶相液晶的Landau-deGennes连续介质理论中，我们发现这种长周期（~10 μm）的斑图是由表面锚定和曲率壁缺陷的弹性能之间的平衡所决定的。短周期（~1 μm）我们归因于鞍展畸变，导致非零高斯曲率并导致曲率壁破裂。
2013-04-18 cond-mat.soft
Layer topology of smectic grain boundaries
本文通过二维硬棒的密度泛函理论结果，说明近晶相晶界中端点缺陷如何转化为由密度极值网络构建的层拓扑结构，并阐述了基于层结构而非指向场的拓扑概念在分析边缘位错和虚拟缺陷时的优势。
2024-04-23 cond-mat.soft
Templated self-assembly of gold nanoparticles in smectic liquid crystals confined at 3D printed curved surfaces
本研究利用3D打印曲面与受控锚定性质限制近晶相液晶以工程化拓扑缺陷，并结合Landau-de Gennes自由能最小化建模，实现金纳米颗粒的可重构三维模板化自组装。
2023-06-01 cond-mat.soft
Point Defects, Chirality and Singularity Theory in Cholesteric Liquid Crystal Droplets
我们开发了一个理论的点缺陷胆固醇和纹理的球形液滴与正常锚定。手性缺陷的局部结构描述的奇异性理论和近晶类梯度场建立胆固醇和近晶介导的缺陷之间的联系。我们确定的程度$-2$和$-3$实验观察到的缺陷与奇异性$D_4^{-}$和$T_{4,4,4}$，分别。径向点缺陷典型的向列相不能扰动到手征结构与一般的拓扑考虑。出于同样的原因，球形表面抑制了包含两个手性区域的表面边界层中的手性。
2018-08-10 cond-mat.soft
Phase behaviour and defect structure of soft rods on a sphere
本研究利用分子动力学模拟计算了球面上软排斥性圆柱体的相图，发现其存在晶体、近晶和各向同性相，并在临界长径比超过6.0至7.0时出现向列相，揭示了不同相变下的拓扑缺陷结构特征。
2025-10-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Selection of defect structures in twist-grain-boundary-A phase of chiral liquid crystals
本文利用Landau-de Gennes模型研究了手性近晶相液晶中扭曲晶界的结构。通过考虑近晶序的空间变化，我们区分了具有胆甾状畴的熔化晶粒边界A（MGBA）结构和由螺旋位错组成的扭曲晶粒边界A（TGBA）结构。MGBA结构在接近过渡到α相时变得稳定。在接近转变时，胆甾型畴生长在晶界外。此外，TGBA结构的位错间距符合更好地与实验结果比以前的理论。
2009-03-23 cond-mat.soft
Dynamics of active defects on the anisotropic surface of an ellipsoidal droplet
细胞是生命有机体的基本组成部分，具有一系列形状、形态和纹理，编码特定的功能和物理行为。阐明这一守则的规则仍然是一个挑战。在这项工作中，我们创建仿生结构的构建块涂层的椭圆形液滴的近晶相液晶与蛋白质为基础的活性细胞骨架凝胶，从而获得核-壳结构。通过利用图案化的纹理和各向异性形状的近晶核心，我们能够塑造复杂的线虫动力学的界面活性材料，并确定新的时间依赖性的状态，拓扑缺陷周期性地振荡之间的旋转和平移制度。我们的活性向列体的线虫流体动力学模拟表明，除了拓扑结构和活动，活性材料的动力学的深刻影响的局部曲率和近晶纹理的液滴，以及外部水动力。这些结果说明了如何将这些约束纳入到积极的微壳编排显着的时空图案，提供关键的生物过程的新见解，并提供引人注目的前景设计生物启发的微型机器。
2023-03-23 cond-mat.soft
Topological fine structure of smectic grain boundaries and tetratic disclination lines within three-dimensional smectic liquid crystals
观察和表征受外部约束的液晶的复杂有序现象对化学家和物理学家都构成了持续的挑战。为了阐明当近晶相液晶的内在位置顺序开始发挥作用时出现的微妙平衡，我们进行了蒙特卡罗模拟的棒状粒子在一系列腔与圆柱对称。基于最近的见解近晶取向晶界的拓扑结构在两个维度上，我们分析了新兴的三维缺陷结构的四次对称的角度。使用一个适当的三维四次序参数构造的Steinhardt序参量，我们表明，这些晶界可以被解释为一对四次向错线，位于边缘上的晶畴边界。因此，我们揭示了三维受限近晶晶界的精细结构。
2022-01-05 cond-mat.soft math-ph math.MP
Structure and Rheology of the Defect-gel States of Pure and Particle-dispersed Lyotropic Lamellar Phases
我们提出了重要的新的结果，从光学显微镜和流变仪上适度集中的溶致近晶，有和没有颗粒添加剂。剪切处理使相位迅速对齐，除了一个明显的油性条纹缺陷网络，它退火得慢得多。如果直径为几微米的球形颗粒分散在层状介质中，则部分缺陷网络在剪切处理下保持，其节点锚定在颗粒上。所制备的样品具有相当大的储能模量和损耗模量，两者在剪切处理下均稳定下降。添加颗粒增强了模量，并延缓了它们在剪切下的衰减。在剪切处理的各种持续时间之后的频率依赖性储能模量的数据可以按比例缩放以折叠到单个曲线上。因此，这些样品中的弹性和耗散主要来自缺陷网络，而不是直接来自近晶弹性和流体动力学。
1999-07-14 cond-mat.soft
Phase diagram, confining strings, and a new universality class in nematopolar matter
该研究构建向列序与极性序共存的最小模型，揭示三相相图、独特临界普适类及由恒定张力弦禁闭的拓扑缺陷对。
2025-01-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active nematic defects in compressible and incompressible flows
本文研究了在有无不可压缩约束下主动流驱动下基底上主动薄膜的动力学行为，通过数值模拟和理论分析，我们发现主动薄膜在可压缩情况下是稳定的，而在不可压缩约束下则变得不稳定。对于可压缩流在足够高的活动，稳定的拱组织成一个近晶状的模式，这会导致相关的全球极性有序的$+1/2$的缺陷。相比之下，发散自由流动引起的局部的$+1/2$缺陷，由相邻缺陷的反对齐对，如在以前的研究中建立的顺序。
2022-10-28 cond-mat.soft
Geometry of Bend: Singular Lines and Defects in Twist-Bend Nematics
我们描述的扭曲弯曲的扭曲液晶的基本简并，我们称之为$β$线的弯曲畸变的几何形状。这是一类新的线状拓扑缺陷。我们用它们来构建和修饰新的结构，包括晶界和焦锥近晶状缺陷，Skyrmions和打结的merons。我们分析了它们的局部几何和全局结构，表明它们与任何表面的相交是Skyrmion数的两倍。最后，我们演示了如何任意结和链接可以创建和描述他们的merons，给一个新的几何角度的Skyrmions的细分。
2020-06-18 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
Inderdigitation, double twist, and topological defects in a system of hard lollipops
通过硬粒子蒙特卡洛模拟，研究棒棒糖状粒子系统，发现极性穿插近晶相及由双重扭转簇和平面缺陷构成的各向同性相，未重现实验中的铁电与展曲向列相。
2024-07-17 cond-mat.soft
Understanding dense active nematics from microscopic models
我们研究干燥，致密的活性向列相在颗粒和连续的水平。具体来说，扩展玻尔兹曼-金兹伯格-朗道方法，我们从Vicsek风格的模型中推导出性能良好的流体动力学方程，该模型具有平行排列和成对排斥。对相图的广泛研究表明，两个层次的描述之间存在定性一致性。我们发现，特别是拓扑缺陷的动力学强烈依赖于参数，并可能导致"拱"的解决方案，形成一个全球性的极性，近晶排列的Néel墙。我们展示了这些配置是如何在缺陷有序状态的起源以前报道。这项工作提供了一个详细的了解，直接植根于他们的微观动力学密集的活性向列相的理论描述。
2019-04-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Geometry of the Cholesteric Phase
我们提出了一个任意指向矢场的俯仰轴的构造作为本征值问题。我们的定义导致一个Frenet-Serret描述的正交三轴，导演，和相互垂直的方向。有了这个工具，我们能够比较胆固醇，双轴向列，和smectics的缺陷结构。虽然它们都具有相似的基态流形，但缺陷结构是不同的，并且通常不能从一个相位转换到另一个相位。
2014-06-12 cond-mat.soft
Anomalous energetics and dynamics of moving vortices
受在其他有序状态下移动拓扑缺陷的一般问题的启发，特别是受Clark等人在自由悬浮的近晶-C膜中的涡旋-反涡旋湮灭和粗化实验中观察到的异常动力学的启发，我研究的变形，能量和动力学的过阻尼XY模型中的运动涡，并表明它们的属性显着和定性修改的运动。
2015-08-11 cond-mat.soft
Escape from the Second Dimension: A Topological Distinction Between Edge and Screw Dislocations
本文提出一种纯拓扑方法区分刃位错与螺位错，通过在层状相位错核心构造真实或虚拟向错线对实现统一分类，并可推广到三重周期序晶体。
2023-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Active boundary layers
传统液晶中的边界层的作用通常包括它们在限制壁上的锚定。在经典观点中，锚定在平衡条件下奴役被动材料的取向场。在这项工作中，我们实验探索的作用，限制墙的行为中的一个积极的反渗透。我们发现，在滑移边界条件下，壁诱导带负电荷的拓扑缺陷在其附近的积累，导致形成的拓扑边界层，极化的墙壁。虽然壁和体缺陷的动力学解耦，我们发现，积极的边界层影响系统的整体动力学，到充分控制的行为的积极的双金属在强约束的情况下。最后，我们表明，壁缺陷表现出的行为是本质上不同的，从他们的散装同行，如高运动性或重组的能力与另一个缺陷的同号拓扑电荷。这些奇异的行为是由于缺陷周围的指向矢场中的壁引起对称性的改变。最后，我们表明，集体动力学的壁缺陷可以描述在一个一维的Kuramoto-Sivashinsky的时空混沌的描述。
2022-10-20 cond-mat.soft
Defects in Conformal Crystals: Discrete vs. Continuous Disclination Models
在排斥模型中研究了拓扑缺陷的形成与基态填充的关系。具体来说，我们考虑了屏蔽的2D库仑排斥，它可以方便地参数化相互作用范围的影响，但也可以作为II型超导体中聚电解质丝或涡旋的受限平行阵列的简单物理模型。排斥和限制，分别扩散和集中的粒子密度的抵消趋势，导致集群中的非均匀密度的精力充沛的偏好。在这样的系统中的基态先前被建模为{ \it保形晶体}，其由局部等三角形填充组成，其局部面密度表现出长程梯度。在这里，我们评估两个理论模型，连接的偏好不均匀的密度形成的向错缺陷，其中一个假设一个连续分布的缺陷，而第二个考虑的量化和局部性质的向错在六角共形晶体。将这两种模型与离散粒子团的数值模拟进行比较，研究了相互作用范围和束缚势对基态缺陷的影响。我们发现，治疗向错连续分布以及捕获的基态中的长程相互作用的制度的拓扑缺陷的数量，而相互作用变得更短的范围内，它大大高估了总缺陷电荷的增长。对离散缺陷理论的分析表明，连续缺陷理论的局限性可归因于共形晶体基态中正负向错位置的不对称性，以及向错自能对拓扑电荷符号的强烈不对称依赖性。
2021-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Geometry and relaxation dynamics of nematic loops
Dipartimento Interateneo di Fisica, Università degli Studi di Bari and INFN, Sezione di Bari（巴里大学物理跨大学系与意大利国家核物理研究所巴里分部）；SUPA, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学物理与天文学院）
利用Clifford代数描述向列相液晶中向错环的几何轮廓，并揭示其动力学演化与拓扑链接的关系。
2026-05-26 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
Second harmonic light scattering induced by defects in the twist-bend nematic phase of liquid crystal dimers
由某些热致液晶（LC）二聚体所表现出的螺旋扭曲-弯曲（$\mathrm{N_{TB}}$）相代表了一种新的取向有序的中间相--这是多年来发现的第一种不同的螺旋扭曲变体。$\mathrm{N_{TB}}$相的特征在于平均分子长轴（指向矢）的螺旋缠绕，具有非常短的（纳米级）节距，并且在非手性二聚体系统中，具有相等的概率形成右手和左手域。因此，$\mathrm{N_{TB}}$结构提供了自然界中自发手征对称性破缺的另一个迷人的例子。驱动螺旋状态形成的序参量在理论上已被证明是一个极化场，来自于二聚体的弯曲构象，其以与指向矢场相同的纳米级节距螺旋旋转。因此，它对实验检测提出了重大挑战。在这里，我们报告了二次谐波光散射（SHLS）的研究两个非手性，$\mathrm{N_{TB}}$形成液晶，这是敏感的偏振场由于微米级的扭曲与自然发生的纹理缺陷的螺旋结构。这些缺陷是近晶状“伪层”的抛物线焦点二次曲线，由$\mathrm{N_{TB}}$状态的粗粒度描述中的等效相位平面定义。我们的SHLS数据被解释为一个粗粒度的自由能量密度，结合了Landau-deGennes膨胀的极化场，弹性能量的一个弹性体，和两者之间的线性耦合。
2016-03-08 cond-mat.soft
Shapes and singularities in triatic liquid crystal vesicles
确定具有（广义）液晶（LC）有序的弯曲二维膜的平衡构型和形状是一个困难的无限维问题，其与广义聚合物囊泡、软物质的研究以及理解形状的起源和形成（形态发生）的迷人问题直接相关。被考虑的LC膜的自由能的对称性和待确定的表面的拓扑结构通常要求平衡构型具有以拓扑缺陷形式的奇异结构，例如对于非线性膜的向错。缺陷的精确数量和类型在限制可能的平衡形状的空间中起着重要作用。例如，具有球形拓扑结构和双晶或近晶有序的柔性封闭囊泡不可避免地具有位于四面体壳的四个顶点处的四个基本强度$+1/2$向错缺陷。在这里，我们解决的问题，确定平衡形状的柔性囊泡广义LC秩序。对于任何正整数$p$，这些情况下的序参数是$S^1/Z_p$的元素。我们将重点讨论$p =3$的情况，称为triatic LC。我们构造适当的序参量的triatics和相关的自由能。然后，我们描述了在平坦空间的强度$+1/3$的基本缺陷的结构。最后，我们证明，足够软triatic囊泡的拓扑结构的2球平衡到八面体壳强度$+1/3$缺陷的六个顶点，独立的规模。
2017-02-13 cond-mat.soft
Exploiting imperfections: Directed assembly of surface colloids via bulk topological defects
我们利用受限液晶固有的长程弹性场将困在液晶界面的胶体颗粒组装成具有复杂对称性和填充的可重构结构。在空气和液晶液晶5CB之间的界面处捕获的具有垂面锚定的球形胶体在指向矢场中产生四极畸变，导致颗粒排斥并因此形成具有三角形习性的紧密堆积组件。在这里，我们报告复杂的，开放的结构，通过与缺陷的相互作用组织在散装。具体地说，通过在具有垂面锚定条件的微柱阵列中限制半导体液晶，我们导致缺陷环在样品本体中的明确定义的位置处形成。这些缺陷导致弹性形变，其引导界面捕获的胶体组装成环状组装体，即使当微柱完全浸没在微柱中时，环状组装体也概括了缺陷的几何形状。当胶体的表面密度是高的，它们形成一个环附近的缺陷和一个六角晶格远离it.As地形复杂的基板很容易制造和液晶缺陷很容易重新配置，这项工作奠定了基础，一个新的，强大的机制，通过控制表面锚定和相关的体缺陷结构，动态地直接组装在大面积上。
2013-09-24 cond-mat.soft
Approximate higher-form symmetries, topological defects, and dynamical phase transitions
本文提出近似高形式对称性的有效理论与流体动力学框架，刻画显式、自发及伪自发破缺、对偶网络和涡旋缺陷增殖，并统一解释多种凝聚态与等离子体相变。
2023-01-23 cond-mat.soft cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Defects in vibrated monolayers of equilateral triangular prisms
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Instituto de la Materia Condensada (IFIMAC)（凝聚态物质研究所 (IFIMAC)）；Instituto de Ciencia de Materiales Nicolás Cabrera（尼古拉斯·卡布雷拉物质科学研究所）；Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）
本文通过实验研究等边三棱柱颗粒单层在圆形和方形腔体内垂直振动时产生的拓扑缺陷，发现腔体几何形状影响缺陷的钉扎、电荷分布及融合与产生等动力学事件，为研究拓扑现象提供了简单平台。
2025-05-09 cond-mat.soft
Internal geometries regulate the symmetry of defect configurations in cell populations confined to domains with a negative Euler characteristic
Graduate School of Information Science and Technology The University of Tokyo（东京大学信息理工学研究科）
该研究通过实验观察和理论分析，揭示了三重连通区域内障碍物尺寸调控细胞群-1/2缺陷稳定构型对称性的规律，为生物力学研究提供了新见解。
2026-09-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
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
