通过可调的单端吸引作用引导棒状粒子的液晶自组织

棒状胶体粒子的分散体系展现出丰富的液晶态，包括向列相、近晶 A 相、近晶 B 相和柱状相。这一相行为可通过假定粒子间硬核体积排斥占主导来解释。我们在此展示，如何通过引入粒子一端之间微弱且高度局域化的方向性吸引相互作用，来控制棒状胶体的自组织。这是通过区域选择性地将荧光染料接枝到丝状病毒尖端上来实现的，从而形成疏水斑块，其吸引力可通过改变结合染料分子的数量来调节。我们展示，与我们的计算机模拟一致，增强单端吸引力会以牺牲向列相为代价稳定近晶相，而所有其他液晶相保持不变。对于足够强的尖端吸引力，向列态可能被完全抑制，从而获得直接的各向同性液体到近晶相的转变。我们的发现为在低密度下形成功能结构的构筑基元的理性设计提供了见解。