胶体近晶相的弹性响应：来自微观理论的见解

已知在足够堆积条件下，细长胶体棒可形成稳定的层状相或近晶相（smectic）。利用简化的体积排斥模型，我们提出了一种对硬棒近晶相通用的状态方程，该方程对模拟结果稳健且独立于棒的长径比。我们随后通过探索硬棒近晶相的弹性性质扩展理论，包括层可压缩性（$B$）与弯曲模量（$K_{1}$）。通过引入弱骨架柔性，我们得以将预测与丝状病毒棒近晶相的实验结果比较，并在近晶层间距、面外涨落强度以及近晶穿透长度 $\lambda = \sqrt{K_{1}/B}$ 上发现定量一致。我们证明层弯曲模量由指向矢展曲（director splay）主导，并敏感依赖于层状面外涨落，我们在单棒层面予以考虑。我们发现近晶穿透长度与层状间距之比约比热致近晶相的典型值小两个数量级。我们将此归因于：胶体近晶相在层压缩上明显比热致对应物更软，而层弯曲代价量级相当。