螺旋粒子的手性自组装

构建块的形状在引导自组装形成所需架构中起着关键作用。在众多不同形状中，螺旋具有独特地位。螺旋结构在自然界中无处不在，最重要的生物聚合物如多核苷酸、多肽和多糖以及细胞器如鞭毛都展现出螺旋形状。螺旋粒子能够自组装成手性超结构，这可能具有多种应用，例如作为光子（超）材料。然而，对这些结构的清晰明确理解尚未完全实现。我们最近利用数值模拟和经典密度泛函理论对硬螺旋粒子的相行为进行了广泛研究。在此，我们给出硬螺旋作为形态函数的相图的详细研究。这包括多种液晶相，具有不同取向和位置有序度。我们展示了通过调节螺旋参数，可以控制系统的组织方式。从细螺旋开始，其相行为类似于棒状粒子，卷曲度的增加导致粒子间方位角关联的出现以及螺旋特有相的形成。这些相具有一种新型螺旋序，在螺旋鞭毛的胶体悬浮液中有实验证据。