Properties of Liquid Crystalline Elastomer Foams
Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）；Cambridge Smart Plastics（剑桥智能塑料公司）
本研究通过可控发泡技术，揭示了液晶弹性体泡沫在低密度下具有高机械能量吸收能力，且在各向同性区域仍能保持良好阻尼性能。
2026-02-20 cond-mat.soft
Thermodynamics, transition dynamics, and texturing in polymer-dispersed liquid crystals with mesogens exhibiting a direct isotropic/smectic-A transition
对PS/10 CB（癸基-氰基联苯）和PS/12 CB（十二烷基-氰基联苯）的新型聚合物分散液晶（PDLC）混合物的相平衡和生长形态进行了实验和建模/模拟研究，该混合物由PS（聚苯乙烯）和液晶组成，表现出直接的各向同性/近晶-A（层状）中间相转变。使用偏光显微镜（POM）和差示扫描量热法（DSC）的两种材料的不同组合物的部分相图进行了测定，确定相分离（液体/液体分层）和相序（各向同性/近晶-A转变）的温度。用Flory-Huggins各向同性混合理论和Maier-Saupe-McMillan近晶A型液晶有序理论计算了两个体系的相图，结果与实验结果吻合较好。除了热力学观察，生长形态的关系，发现取决于相变序列，淬火速率，和材料成分。观察到三个阶段的富液晶畴生长形态：球形宏观畴生长（“阶段I”）、高度各向异性畴生长（“阶段II”）和亚微米球状体畴生长（“阶段III”）。然后通过高阶Landau-de Gennes模型的二维模拟来确定球形和球柱状形貌的纳米尺度结构。在第II阶段生长期间观察到的形态是典型的直接各向同性/近晶-A相变，例如高度各向异性的“警棍”和细丝。这些形态，被发现是持久的直接各向同性/近晶-A PDLC，可以提供新的功能和应用这些功能材料。
2009-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A survey of liquid crystalline oxadiazoles
本文综述了具有介晶性的恶二唑类化合物。我们将看到，它们可以有弯曲形状的分子，双轴晶相，或在晶相和近晶相中的其他有趣的特性。由于具有大的电偶极子和发光特性，这些材料对于技术应用也非常有吸引力。
2008-02-21 cond-mat.soft
A simple theory of molecular organization in fullerene containing liquid crystals
合成含有富勒烯的LC的系统性努力已经产生了各种成功的模型化合物。我们提出了一个简单的分子理论，在这些系统中观察到的自组织的分子结构。通过将每个分子划分为多个亚分子块来模拟相互作用，其中指定了特定的相互作用。介绍了三种类型的嵌段，分别对应于富勒烯单元、介晶单元和非介晶连接单元。块被约束为在矩形三维晶格上移动，并且通过在分子的块表示内保留许多代表性构象来允许分子的灵活性。计算了各种分子结构，包括双介晶支单加合物的C60，双树状介晶支单加合物和锥形（羽毛球）C60的多加合物。尽管它有许多简化，该理论对这些系统的相行为的解释非常好。
2005-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Detection of chiral domains and linear electro-optical response in planar-aligned cells of an achiral rod-like ferro-electric nematic liquid crystal
相反的手性的手性域中观察到令人惊讶的非手性棒状液晶介晶，示出铁电性介晶相和反铁电近晶相的介晶相。通过在平面排列的单元上施加弱电场，能够观察到相反手性的手性域。然而，一旦相反手性的域被创建，即使场被移除，这些域也会永久保留。这种现象是由于棒状分子的非手性介晶对称性破缺引起的。在Nx相中也类似地观察到这些结构域。然而，对于接近NF或NF中的温度，域的尺寸在低于可见光的波长下显著减小。在NF相中存在具有平行于表面的偶极矩的单个畴或反平行的畴，这在本实验中不可能确定。
2022-03-06 cond-mat.soft
Poisson-Bracket Approach to the Dynamics of Bent-Core Molecules
我们推广我们以前的工作具有本地单轴$C_{\infty v}$对称性的极性液晶的相稳定性和流体动力学的双轴系统表现出本地$C_{2v}$对称性。我们的工作是由最近发现的热致性双轴向列液晶的例子，其分子结构的特点是由一个非极性体轴$({\bf{n}})$以及极性轴$({\bf{p}})$沿平分线的弯曲的介晶核心，这是符合一个大的，横向的偶极矩。该系统的自由能不同于双轴向液晶的自由能，因为它包含违反${\bf{p}}\to -{\bf{p}}$对称性的项。我们发现，尽管一般splay不稳定与这些奇偶奇项，一个均匀的偏振双轴态可以是稳定的参数范围内。然后，我们推导出系统的流体动力学方程，通过泊松括号形式主义，在极化状态和相应的线性流体动力学模式的结构上的评论。在我们的泊松括号推导中，我们还计算沿三个对称轴的流动排列参数的微观参数与组成双轴介晶的分子几何形状。
2007-08-25 cond-mat.soft
Novel morphologies for laterally decorated metaparticles: Molecular dynamics simulation
我们考虑了一个介观模型的纳米尺寸的metaparts（MP）的中心球装饰的聚合物链与横向连接spherocylinder。后者模拟介晶（例如，氰基联苯）基团。$100$ MP的分子动力学模拟揭示了两种新的形态的存在：$\textrm{uCol}_\mathrm{h}$（具有与柱轴共线的介晶基元的强单轴有序的MP的六方柱排列）和$\mathrm{wCol}_\mathrm{h}$（相同的MP排列，但具有弱的或没有液晶（LC）顺序）。在$\textrm{uCol}_\mathrm{h}$形态中的LC指向矢和柱状轴的共线性表明，与用于末端附接的介晶的柱状相相比，其对外部扰动的潜在不同的光机械响应。通过研究序参量和MP排列的可视化，对两个相的结构进行了初步分析。不同的机制介晶重取向的情况下，他们的终端和横向附件指出。
2015-01-12 cond-mat.soft
Long DNA molecule as a pseudoscalar liquid crystal
我们表明，一个长的DNA分子可以形成一种新的凝聚相的物质，赝标量液晶，它由非周期性有序的DNA片段在右手的B和左手的Z形式。我们讨论了B-DNA通过一级相变转化为Z-DNA的可能性，以及从零总手性相通过二级相变转化为纯B-或Z-DNA样品的可能性。提出的最小唯象模型描述了DNA的赝标液晶相和相变现象。我们指出的一种可能性，赝标量液晶纳米晶体可以通过DNA编程组装。
2009-05-13 cond-mat.soft
Multiple interfaces in diffusional phase transitions in binary mesogen-non-mesogen mixtures undergoing metastable phase separations
对具有各向同性-各向同性（I-I）相分离的混合序参量体系进行了化学分层和相有序化的理论和模拟，该体系相对于各向同性-非均匀（I-N）相有序化转变是亚稳态的.在一定条件下，无序相转变成有序相通过运动的双前锋包含一个亚稳相产生的I-I分层，以前没有报道的驱动机制。不同的动力学制度被发现取决于在热力学相图中的初始条件的位置和扩散相序迁移率之间的比率。对于扩散过程，取决于温度是高于还是低于临界共溶解点，在耗尽层中发生拐点或相分离。这种相分离导致第二界面的形成，其中两个亚稳各向同性相的分离随时间单调增长。观察到的偏离典型的Fickian浓度分布与强烈的正偏差的混合物从理想的，由于浓度之间的耦合和双有序。虽然感兴趣的系统包括液晶纳米复合材料，这种新的机制可以适用于任何混合物，可以经历有序-无序过渡和分层。
2013-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Adhesion of a nematic elastomer cylinder
针对向列弹性体的软弹性特性，通过数值模拟研究其对刚性基底上向列弹性体圆柱粘附行为的影响，揭示了应力分布的特殊规律，结果与实验一致。
2024-05-17 cond-mat.soft
Photo-switchable liquid crystalline brush as an aligning surface for liquid crystals: modelling via mesoscopic computer simulations
我们认为介观模型的液晶刷，可能作为一个光开关取向表面的预取向的低分子量液晶在一个散装。通过将侧链分子结构的聚合物链接枝到基底上来构建刷，其中侧链由模拟偶氮苯单元的发色团单元终止。当用紫外光照射时，发色团光异构化成非介晶顺式状态，并且整个系统变成没有取向顺序的普通聚合物刷，并且具有两种状态：塌陷和拉直，这取决于接枝密度。当用可见光照射时，发色团光异构化成介晶反式状态，由于发色团之间的强吸引力，导致链之间形成瞬态网络。在这些条件下刷的自发自组装导致取向各向同性的多畴结构。作为两阶段制备方案的结果，可以在一定的温度和接枝密度间隔下实现刷内发色团的期望的单轴平面有序。在第一阶段，外部刺激使发色团单轴定向。系统在第二阶段在给定温度下平衡，并关闭外部刺激。预取向的发色团保持或松开它们的取向，这取决于在第一阶段期间形成的链的瞬时网络所固有的记忆效应的强度，类似于液晶弹性体的情况，其中这种效应是由共价交联引起的。
2022-10-19 cond-mat.soft
Atomistic simulation of structure and dynamics of columnar phases of hexabenzocoronene derivatives
利用原子分子动力学模拟，我们研究了由烷基取代的六苯并冠烯介晶形成的固体和液晶柱状分散相。这些材料的分子结构，包装，和动力学性质之间的相关性建立。
2006-07-27 cond-mat.soft
A Liquid Crystal Model of Viral DNA Encapsidation
开发并测试了二十面体噬菌体病毒的液晶连续体建模框架。该模型的主要假设是封闭的DNA的有色柱状六边形结构，高抗弯曲性和相变从固体到类流体状态的浓度在感染过程中减少的DNA衣壳。该模型预测了衣壳内的渗透压和DNA的弹射力以及衣壳中心各向同性体积的大小。模型的扩展进行了讨论。
2017-12-02 cond-mat.soft
Molecular Theory of Dendritic Liquid Crystals: Self Organization and Phase Transitions
我们制定的构型配分函数的树枝状大分子，明确考虑到他们的构象和链段相互作用。提出了两种近似方案，一种是基于有效的树枝状大分子-树枝状大分子相互作用，另一种是基于构成树枝状大分子的介晶单元之间的相互作用。在后者的计划中，描述的dendromesogenic系统减少到一个合奏的介晶二聚体。相变的晶格计算结果表明，最小的列入形状各向异性和亚分子分区成化学上不同的部分再现实验观察到的各种相位和相序列，并提供了这些转变的构象方面的见解。
2005-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tilt or twist-competing synclinic and anticlinic interactions in SmC phases of bent-core mesogens
本研究通过共振软X射线散射技术，探究了结合刚性弯曲核心与极性基团的混合介晶结构，揭示了同系物长度对倾斜近晶相、螺旋近晶相及调制近晶相形成的偏好，阐明了同倾与反倾竞争相互作用下高层级结构形成的先决条件。
2024-03-21 cond-mat.soft
The role of counterions in ionic liquid crystals
以前的理论研究卡拉米蒂（即，棒状）离子液晶（ILC）基于有效的单物种模型导致层间距远大于介晶长度的新型近晶-A相的指示（即，液晶形成）离子。为了排除这种可能性，这广泛的近晶-A相仅仅是一个工件所造成的一个物种近似，我们调查的扩展，明确占阳离子和阴离子在ILC。通过巨正则蒙特卡罗模拟得到的结果表明，阳离子-阴离子体系的各向同性相和近晶A相之间的相变与前面研究中使用的有效单物种模型定性一致.特别地，对于具有中胚层的ILC（即，液晶形成物质）在其尖端携带带电位点，在低温和中间密度范围内，在各向同性和六方晶相之间形成宽近晶-A相。我们发现，在普通的近晶-A相的介晶的抗衡离子的空间分布是近似均匀的，而在宽的近晶-A相的小抗衡离子积累在近晶层之间。由于这种现象的宽近晶-A相可能是有趣的应用程序，其中铰链上的存在下的流动离子的电导率通道。
2020-10-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pyrophosphate Groups in Liquid Crystalline Phases of the DNA
我们研究了DNA分子之间的静电相互作用，其中糖-磷酸骨架上的一些磷酸基团被交换为焦磷酸基团。我们采用一个模型，其中的DNA被认为是一个一维晶格的偶极子和电荷对应的碱基对和（焦）磷酸基团，分别。DNA分子之间的相互作用由两组偶极子之间的静电力的对势$U$和属于描述分子的相应晶格的电荷描述。电势的最小值$U$表示分子的取向有序，从而表示DNA的液晶相。我们使用数值方法来寻找一组最小值结合验证潜在的$U$的对称性。这些对称构成了一个8阶非交换群${\cal S}$。使用组${\cal S}$，我们提出了DNA的液晶相的分类，它允许几个液晶相，即多态性。焦磷酸盐形式的DNA可以澄清电荷在其液晶相中所起的作用，并有助于实验研究，这对纳米技术和生物医学应用很重要。
2008-08-07 cond-mat.soft
DNA adsorption at liquid/solid interfaces
DNA在固体或液体表面上的吸附是一个具有广泛基础和应用兴趣的课题。本文用X射线反射法研究了单分散双链DNA分子在带正电荷的表面上的吸附，该表面是通过在无氧化物的单晶Si（111）晶片上化学接枝均匀的N-（2-氨乙基）十二酰胺有机单分子层而获得的。吸附的dsDNA被发现嵌入到软单分子膜，这是变形的过程中。表面覆盖率非常高，预计该吸附层将显示2D有序。
2008-09-26 cond-mat.soft
Chiral ferronematic liquid crystals: a physico-chemical analysis of phase transitions and induced helical twisting
通过引入额外的介晶和非介晶组分，评估了改变铁基混合物的物理化学性质的可能性。将由RM 734和DIO以70：30的组分重量比组成的混合物掺杂有标准的NH 45 CB及其手性异构体CB 15。这允许铁磁温度范围的显著降低，以及在铁磁（N）和铁磁（NF）相中诱导螺旋扭曲。5CB和CB 15对NF到N相变的影响几乎相同，但各向同性转变温度在添加CB 15后降低得更强烈。光学透射率与温度的测量结果表明，较低的透射率在NF阶段，可能是由于散射域边界。在NF-N转变附近，在加热和冷却时都注意到明显的低透射率范围，表明分子重取向特征的复杂特征。在手性NF（N*F）体系中，使用Grandjean-Cano楔记录螺旋扭曲，其中在N* 和N*F相中，螺旋节距在冷却时减小。在冷却模式下，瞬态波动出现在N*F阶段。在不同温度下拍摄的POM图像支持铁磁转变的复杂图像。
2022-06-15 cond-mat.soft
Controlling permeation in electrically-deforming liquid crystal network films: a dynamical Landau theory
液晶网络利用液晶介晶的响应度之间的耦合，例如，到电场，以及聚合物网络的（粘）弹性。正因为如此，这些材料已经被提出用于广泛的应用，包括响应表面，如人造皮肤和膜。对于这样的应用，所需的功能响应通常必须在严格的几何约束下实现，例如由支撑的薄膜提供。为了模拟这样的设置，我们提出了一个动态的，空间异质性朗道型理论的电驱动液晶网络膜。我们发现，液晶网络的响应渗透的膜从上到下，并说明这如何影响与宏观变形的时间尺度。最后，通过将我们的模型参数连接到实验量，我们建议可以通过改变介晶的纵横比和它们在交联成聚合物网络时的取向顺序来控制渗透速率，为此我们预测一个单一的最佳值。我们的研究结果有助于具体的合理设计未来的应用，涉及运输或按需释放的分子货物在液晶网络膜。
2021-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Competition between mirror symmetry breaking and translation symmetry breaking in ferroelectric liquid crystals with increasing lateral substitution
研究了侧向取代基长度对铁电液晶中NTBF相形成的影响，发现侧链增长抑制了近晶层形成并促使NTBF相取代SmAF相，揭示了层状与螺旋圆锥极性有序间的竞争，且该相具有极短螺距并可能存在螺位错阵列。
2025-08-11 cond-mat.soft
Depletant-DNA Induces Chirality in the Condensed Domains of Lyotropic Liquid Crystals
University of Arkansas（阿肯色大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
该研究发现DNA可作为高效耗尽剂，诱导DSCG液晶发生相凝聚与手性转移，还能通过诱导相转变提供检测扩增后DNA的快速光学方法。
2026-08-11 cond-mat.soft
Molecular engineering of chiral colloidal liquid crystals using DNA origami
建立对微观构建块的形状和相互作用的精确控制对于设计具有新颖结构、光学和机械性能的宏观软材料是必不可少的。在这里，我们展示了强大的组装成胆甾相液晶，一维超分子扭曲带和二维胶体膜的DNA折纸丝。DNA“折纸”技术提供的精细控制在微观细丝结构和宏观螺距之间建立了定量关系。此外，它还能够实现1D扭曲带的稳健组装，其表现为有效的超分子聚合物，其结构和弹性特性可以通过控制基本构建块的几何形状来精确调节。我们的研究结果表明，DNA折纸技术和胶体科学之间的潜在协同作用，其中前者允许快速和强大的合成复杂的颗粒，后者可用于组装成散装材料的颗粒。
2017-05-24 cond-mat.soft
Thermoviscoelasticity of polydomain liquid crystal elastomers regulated by soft elasticity
Northeastern University（东北大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
研究多域液晶弹性体在复杂热力学历史下的热粘弹性响应，提出结合实验与理论的模型，揭示软弹性与聚合物网络粘弹性的作用机制，为设计新型材料提供理论基础。
2026-05-12 cond-mat.soft
Long-time anomalous swimmer diffusion in smectic liquid crystals
活性粒子在取向或液晶流体中的自运动动力学与简单各向同性介质中的自运动动力学有很大的不同。我们研究了三维近晶相液晶中运动的游泳者的长时间动力学，发现在长时间内，横向于指向矢的均方位移（MSD）呈现出明显的对数尾。标度是明显不同的，在各向同性或无规流体，并暗示在微妙的，但重要的作用，董事波动频谱在管理的长期运动的活性粒子。我们的研究结果是基于一个通用的流体力学理论和布朗动力学计算机模拟的三维软介晶模型。
2018-05-17 cond-mat.soft
Defect Textures in Polygonal Arrangements of Cylindrical Inclusions in Cholesteric Liquid Crystal Matrices
采用Landau de Gennes模型对嵌入在液晶基质中的圆柱形颗粒的多边形排列中的缺陷织构进行了系统的计算和标度分析，其中颗粒表面具有强锚定。研究了观察到的缺陷纹理和LC相与手征性、弹性各向异性、颗粒多边形排列和颗粒尺寸的关系。由N个圆形夹杂物组成的多边形网络的存在导致每单位多边形晶胞的净电荷为-（N-2）/2的缺陷织构。随着手征性的增加，LC矩阵显示出以下过渡序列：弱扭曲胆甾相，具有非奇异/奇异缺陷晶格的2D蓝相，仅具有向错的双相，以及具有向错和位错的指纹双相织构。对于浓度远离I/Ch相变和低手性的单体介晶，对于LC相的给定对称性，具有较弱（较强）约束的颗粒导致具有较低（较高）弹性能量的相，而在高手性下，LC相的弹性能量与形成多边形网络的颗粒的数量成比例。因此，六边形（三角形）颗粒排列导致低（高）手性下的低弹性能量。对于半柔性聚合物介晶（高弹性各向异性），缺陷纹理较少的向错/位错出现，但由于层扭曲，我们发现一个更高的弹性能量比单体介晶。模拟中出现的缺陷和所建立的织构规则与纤维素液晶类似物如植物细胞壁和由DNA、PBLG和黄原胶制成的螺旋生物聚合物中间相的实验观察一致。
2012-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effects of Counterions on Nano-confined DNA Thin Films
DNA分子旋涂在无定形石英基板上，形成稳定的薄膜。沿膜深度的电子密度分布（EDPs）表明，从DNA的水溶液制备的膜表现出分层的分子在三个堆栈平行于基板，而从counterweight添加的溶液制备的膜没有分层，但具有较小的厚度和增强的表面粗糙度，虽然这两种膜具有“液体样”的高度高度的相关性。我们解释了这些结果由一个模型的膜的“液体”包括棒状分子在液体中的反离子浓度决定的杆长。
2014-04-03 cond-mat.soft
Frequency dependent deformation of liquid crystal droplets in an external electric field
悬浮在相同物质的各向同性相中的向列相液滴经受不同频率的交变电场。该体系被小心地保持在各向同性-介晶共存区域，该区域由于少量的非介晶添加剂而加宽。尽管液滴在低频率（10 Hz的量级）和高频率（在kHz范围内）下保持球形，但在中频下，我们观察到液滴在垂直于所施加场的平面中显著变平。液晶（LC）液滴的变形发生在具有正和负介电各向异性的物质中。实验数据可以用漏电模型和有限电导率引起的外加电场的屏蔽相结合来定量建模。
2009-03-26 cond-mat.soft
A phase-field model for solutions of DNA-made particles
本文提出基于Cahn-Hilliard方程的相场模型，结合Wertheim理论自由能，模拟DNA纳米星系统的相分离，能复现实验现象并适用于复杂多组分系统，为DNA材料研究提供基础。
2025-04-22 cond-mat.soft
Spontaneous assembly of condensate networks during the demixing of structured fluids
本研究发现结构化流体分层时介晶会自发形成凝聚体网络，介晶先形成伸长丝状体再坍缩为凸起圆盘并最终组装成分支网络，揭示了其动力学机制，为图案调控和材料模板制备提供新思路。
2024-04-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Multi-level Chirality in Liquid Crystals Formed by Achiral Molecules
在许多具有层次结构的生物材料中，有一种有趣而独特的机制负责从分子到纳米或微米尺度水平的有序“传播”。在这里，我们提出了一个简单得多的分子系统建立的非手性介晶二聚体分子，表现出类似的复杂性与四个层次的结构手性（i）层手性，（ii）螺旋的基本4层重复单元，（iii）螺旋与几层的间距和（iv）介观螺旋长丝。正如在许多生物系统中所看到的那样，在不同水平的手性之间存在耦合。硬和软X射线衍射测量，光学研究和理论建模相结合的结构进行了鉴定。
2019-01-03 cond-mat.soft
Characterization of the sub-micrometer hierarchy levels in the twist-bend nematic phase with nanometric helices via photopolymerization. Explanation for the sign reversal in the polar response
光聚合的反应性介晶与介晶二聚体混合，显示出扭曲-弯曲双相（$N_{TB}$），揭示了在平面细胞中观察到的自变形模式的复杂结构。聚合的反应性介晶保持由液晶分子在扭曲弯曲相中形成的结构，因此能够通过扫描电子显微镜（SEM）观察。从几十纳米到微米的层次有序尺度详细成像。亚微米的功能，从早期的X射线实验预期，直接可视化。在$N_{TB}$相中形成的自变形条纹中，发现平均指向矢场在单元平面中从单元摩擦方向倾斜高达45 $^{\circ}$的角度。这种倾斜解释了在电光研究中观察到的符号反转。
2017-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Modeling Complex Liquid Crystals Mixtures: From Polymer Dispersed Mesophase to Nematic Nanocolloids
液晶是合成的和生物粘弹性各向异性的软物质材料，其将液体流动性与晶体各向异性相结合，并可用于光学器件、传感器/致动器、润滑、超级纤维。通常，介晶与胶体和纳米颗粒、其他介晶、各向同性溶剂、热塑性聚合物、交联单体等混合。本文综述了近几年来在中观和宏观尺度热力学模拟方面取得的进展，重点介绍了（i）各种相图中的旋节线和双节线的新颖性，（ii）相变和相分离下的生长规律，（iii）亚稳性的普遍作用及其在复杂液滴界面中的表现，（iv）由于组分和序的波动而引起的各种旋节线分解，（v）新材料结构如胶体晶体的形成，（vi）液晶纳米复合材料中的颗粒富集相行为，（vii）使用拓扑缺陷来吸收和组织纳米颗粒，以及（viii）多面纳米颗粒连接成串并组织成晶格的能力。重点是突出主导机制和驱动力，并将它们与这些复杂混合物的自由能中的特定术语联系起来。通过理论、建模、计算和可视化，揭示了将中间相纳入共混物、溶液、分散体和混合物的新颖性。
2013-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Formation of the Smectic-B Crystal from a Simple Monatomic Liquid
我们报道了一个分子动力学模拟，证明了近晶B晶相（Cr-B），通常观察到的各向异性分子的介晶系统，可以形成一个系统的相同的粒子通过球对称势相互作用。Cr-B相的形成是由于在适当的数密度下等容冷却时从各向同性液相的一级转变。它的结构，由设计的对势确定对应于由长径比为1.8的细长颗粒形成的Cr-B结构。衍射图样和实际空间结构检验表明ABC型轴向层堆叠占主导地位。这一结果打开了一个一般的可能性，生产近晶相使用各向同性粒子间的相互作用，在模拟和胶体系统。
2013-07-10 cond-mat.soft
Ionic Liquid-Driven Modulation of DNA Brush Morphology on Nanoparticle Surfaces
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Indian Institute of Science（印度科学研究所）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
本研究探讨了离子液体对纳米颗粒表面DNA刷形态的调控作用，揭示了静电与沟槽结合相互作用在DNA链形态调控中的协同作用。
2026-03-02 cond-mat.soft physics.bio-ph
On the origin and structure of liquid crystalline Blue Phase III
自组装手性液晶蓝相III（BPIII）的起源和结构仍然是一个谜，尽管经过几十年的努力传播。我们在这里报告的非格子NVT分子动力学模拟研究的极性手性椭球体分子，自发地表现出BPIII，考虑粗粒度的吸引-排斥对相互作用适合各向异性液晶介晶系统。我们已经观察到，手性和偶极强度的适当选择不仅产生化学稳定的BPIII，而且还产生新的近晶型和双层BPIII。此外，我们已经证明，发生的BPIII和它的分层对应物取决于分子的延伸至关重要。
2020-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interface structures in ionic liquid crystals
离子液晶（ILC）是另外携带电荷的各向异性介晶分子。这种组合产生了一个复杂的相互作用的基础（各向异性）的贡献对相互作用。它结合了液晶和离子液体的性质，有望在离子液体色谱系统中产生有趣的和独特的结构和取向性质。虽然以前的理论研究都集中在ILC的相行为和相应的体相的结构，在本研究中，我们提供了新的结果，在密度泛函理论，关于（平面）之间的自由界面的各向同性液体$L$和两种类型的近晶-A相（$S_A$或$S_{AW}$）。我们讨论了这些接口的结构和取向性质的包装分数配置文件$η(\vec{r})$和取向序参量配置文件$S_2(\vec{r})$有关的倾斜角$α$之间的（散装）近晶层正常和界面正常。讨论了$η(\vec{r})$和$S_2(\vec{r})$在各向同性体相中的渐近衰减。
2019-05-27 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
On the molecular theory of dimer liquid crystals
我们提出了一个统计力学近似方案的明确治疗空间介导的构型之间的相关性，形成一个二聚体分子的介晶单元。该近似适用于描述线性单轴二聚体通过标准分子对势相互作用的双相。计算了不同间隔基长度下的相变温度、序参量和对相关平均值。结果很容易再现实验观察到的相变热力学和介电研究推导出的偶极相关性的趋势。
2004-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mixtures of Hard Ellipsoids and Spheres: Stability of the Nematic Phase
液晶相在少量非介晶杂质存在下的稳定性对于大范围的技术应用和二元混合物理论是普遍感兴趣的。从已知的硬椭球系统的相图出发，我们提出了一个简单的模型和方法来探讨在存在以硬球为代表的小杂质的情况下，硬椭球相的稳定性。研究是在等压系综中进行的，采用了蒙特卡罗模拟。
2014-05-09 cond-mat.soft
The effect of fluorine or chlorine substitution on mesomorphic properties of ferroelectric nematic liquid crystals
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Jožef Stefan Institute（约瑟夫斯蒂芬研究所）
研究通过氟或氯取代影响铁电向列相液晶的介稳性质，揭示了分子结构对铁电性和向列相行为的影响。
2026-03-05 cond-mat.soft
Automatic Determination of $n$-Cyanobiphenyl Elastic Constants from Molecular Simulation
液晶材料的新应用增加了对弹性性能的精确工程的需求。最近，Sidky等人提出了一些方法，通过这些方法可以精确地计算具有原子细节的分子模型的弹性系数，证明了普遍存在的介晶5CB的结果。在这项工作中，这些技术被应用到同源系列的nCB材料，专注于标准的弯曲，扭曲和张开变形，使用一个完全自动化的过程。我们的研究结果与已发表的实验测量的nCBs的强一致性，并提出了一个路径前进到计算分子工程的液晶弹性的新分子和混合物。
2019-02-28 cond-mat.soft
Curling Liquid Crystal Microswimmers: a cascade of spontaneous symmetry breaking
我们报告卷曲自推进常见的介晶化合物的水乳液。向列型液晶液滴在浓度高于临界胶束浓度的表面活性剂溶液中自推进，同时经历胶束增溶。我们分析了Hele-Shaw几何形状和可变浮力的3D设置中的轨迹。微滴内部的指向矢场和对流场之间的耦合导致了第二次对称破缺，从而引起二维卷曲运动。这是通过加热到各向同性相的非螺旋持续游动的可逆过渡来证明的。此外，自趋化性可以自发地打破反转对称性，导致螺旋轨迹。
2016-05-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Temperature-Modulated Photomechanical Actuation of Photoactive Liquid Crystal Elastomers
光活性液晶弹性体是嵌有发色团如偶氮苯的液晶介晶的聚合物网络。当它们通过光化学反应被特定波长的光照射时会发生大的变形，激发了令人兴奋的新应用。然而，尽管最近在这些材料的实验和理论方面取得了进展，但通过各种分子到介观尺度过程对其光机械致动的温度效应的基本理解仍然在很大程度上未被探索。本文构建了一个理论模型来研究这种温度调制的光机械驱动，通过整合不同的温度依赖过程到一个连续的框架。该模型研究了一种特殊的工作条件下，材料受到单轴拉伸载荷，规定的温度，和偏振光照明。我们探讨了系统的自由能景观和单轴应力拉伸响应在各种条件下。我们利用在一个单一的光致动的温度和光的个人控制之间的耦合几个工作场景，包括温度调制的光致动管理单元通过不稳定性，具体的工作，和阻塞应力。我们研究了温度依赖的发色团反向异构化对光机械驱动的影响。这些结果有望激发未来各种光机械材料系统的基础研究和新应用。
2022-01-07 cond-mat.soft
Twist dominates bending in the liquid crystal organization of bacteriophage DNA
本研究结合冷冻电镜、液晶建模与纽结理论，发现噬菌体P4中DNA液晶相的扭转弹性远强于弯曲弹性，且该结论经Langevin动力学模拟的纽结分布实验验证，揭示了弹性、拓扑与基因组组织的一致性。
2025-10-06 cond-mat.soft q-bio.BM
Tension-Induced Soft Stress and Viscoelastic Bending in Liquid Crystal Elastomers for Enhanced Energy Dissipation
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Colorado, Denver（科罗拉多大学丹佛分校）；Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
本研究通过结合张力诱导的软应力与粘弹性弯曲，优化了液晶弹性体结构以增强能量耗散能力。
2025-08-14 cond-mat.soft physics.app-ph
Competition between self-assembly and phase separation governs high-temperature condensation of a DNA liquid
本研究发现DNA寡核苷酸自组装成有限尺寸簇会抑制高温相分离，通过微流控实验揭示其升温凝聚相变，并建立理论模型定量预测相图变化，揭示了自组装塑造相边界的通用机制。
2023-09-06 cond-mat.soft physics.bio-ph
Universal deformations of ideal liquid crystal elastomers
液晶弹性体是橡胶状固体，其中液晶介晶（刚性棒状分子）结合到聚合物的主链中或作为聚合物的侧链。由于橡胶的熵弹性和液晶的取向相变之间的耦合，这些固体显示出一系列不寻常的热机械性能。这些有趣的特性之一是柔软的行为，它能够在几乎没有应力的情况下发生显著的变形。虽然这种现象是众所周知的，但它在很大程度上是在均匀变形的背景下进行研究的。本文研究复杂非均匀变形中的软行为。我们将这些材料建模为超弹性、各向同性、不可压缩固体，并利用埃里克森的开创性工作，埃里克森建立了非平凡的普遍变形的存在，这些变形满足每一个超弹性、各向同性、不可压缩固体的平衡方程。我们研究了球形和圆柱形气球的膨胀，空化和弯曲。
2022-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Knotted DNA Configurations in Bacteriophage Capsids: A Liquid Crystal Theory Approach
针对噬菌体衣壳内DNA拓扑打结缺乏数学模型的问题，提出基于Oseen-Frank能量与Langevin系统随机扰动的新算法，成功生成并解释了DNA打结分布。
2025-09-12 cond-mat.soft q-bio.BM
Active liquid crystals powered by force-sensing DNA-motor clusters
细胞骨架活性向列体表现出惊人的非平衡动力学，由耗能的分子马达提供动力。为了深入了解这些材料的结构和力学，我们设计了可编程簇，其中驱动蛋白马达通过双链DNA接头连接。基于DNA的簇为活性向列体提供动力的效率取决于驱动蛋白马达的步进动力学和聚合物接头的化学结构。荧光各向异性测量表明，电机集群，像丝状微管，表现出当地的有序。DNA连接子的性质使得能够设计力传感簇。当连接器上的负载超过临界阈值时，集群会崩溃，停止产生主动应力并减缓系统动力学。荧光读数揭示了产生丝间滑动的结合簇的分数。反过来，这产生了驱动蛋白马达沿着微管步进时所经历的平均负载。DNA马达簇为理解纳米级分子马达集体产生介观主动应力的分子机制提供了基础，介观主动应力又为主动向列相的宏观非平衡动力学提供了动力。
2021-06-26 cond-mat.soft physics.bio-ph
Excess Electron Localization in Solvated DNA Bases
Queen's University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
该研究通过从头原理分子动力学方法，揭示了溶质DNA碱基中多余电子在溶剂化过程中的局域化行为及几何结构变化。
2026-02-28 cond-mat.soft
Sequence design-based control of DNA droplets formed from phase separation of DNA nanostructures
DNA具有实现可控液-液相分离（LLPS）系统的潜力，因为其碱基序列的设计导致可编程的相互作用。在这里，我们开发了一种新的基于DNA的LLPS系统，使我们能够创建“DNA液滴”，并通过设计DNA纳米结构的序列来控制它们的动态行为。我们能够通过设计序列来改变DNA液滴形成所需的相分离温度。此外，通过序列设计和酶促反应来控制Janus形液滴的融合、分裂和形成。此外，用序列设计的DNA修饰蛋白质允许将它们捕获到特定的液滴中。总的来说，我们的研究结果提供了一个新的平台，设计的相行为的大分子结构，并铺平了道路，为新的应用程序的序列设计的DNA在创建细胞模拟，合成无膜细胞器，和人工分子系统。
2019-07-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
Controlling the size and adhesion of DNA droplets using surface-active DNA molecules
本研究利用可结合DNA纳米星的长DNA作为表面活性剂，通过其刷状结构产生的分离压实现了DNA液滴尺寸与粘附性的调控，为生物分子液滴的基础研究与应用提供了新方法。
2023-10-03 cond-mat.soft physics.bio-ph
Hierarchies of networked phases induced by multiple liquid-liquid critical points
纳米粒子或胶体的功能化越来越多地用于开发可定制的“原子”。通过连接DNA单链的功能化允许直接控制纳米颗粒之间的结合，因为双链的杂交仅在单链的碱基序列互补的情况下才会发生。由四条DNA单链功能化的纳米颗粒和胶体可以被认为是四面体网络形成原子和分子的设计类似物，不同之处在于连接的DNA链允许控制相对于核心尺寸的键合长度尺度。我们探索的行为实验实现的模型功能化的四个单链的DNA（四聚体）的纳米粒子，并表明，这种单组分模型表现出丰富的相图，至少有三个临界点和四个不同的非晶相。我们证明了额外的临界点是伊辛普适类的一部分，像普通的液-气临界点。致密相由一系列相互渗透的网络组成，让人联想到编织的布。因此，DNA的键合特异性为制备具有多晶性的新型纳米网络材料提供了一条有效途径。网络互穿的概念有助于解释在单组分体系中多个液相的产生，这被认为发生在一些原子和分子网络形成流体中，包括水和二氧化硅。
2008-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
