螺旋 Yukawa 棒系统中的胆甾相序

我们考虑两个手性棒状胶体之间的相互作用势，这些胶体由在圆柱表面装饰有螺旋电荷分布的细长圆柱形骨架组成。对于足够细长的螺旋棒，我们推导出了一个简单的标度表达式，将手性“扭曲”势与粒子的内禀性质（如螺旋节距、电荷密度和静电屏蔽参数）联系起来。为了预测宏观胆甾相节距的行为，我们引入了针对弱扭曲指向矢场推广的简单第二维里理论。对于弱螺旋棒，胆甾相的手性总是与内部螺旋的手性一致；而更强螺旋棒则表现出具有相反手性的胆甾相序。微观螺旋对称性与宏观胆甾相指向矢场之间的关联得到了详细的量化。混合具有足够不同长度和螺旋节距的螺旋体会导致均匀胆甾相分离为具有不同宏观节距的两个组分。我们的发现与实验结果一致，并可能有助于解释纤维素和甲壳素微纤维、DNA 以及 fd 病毒棒系统中的实验观测。