软球柱在平面单层中的冻结现象

层状或鲍姆相往往具有复杂的层内结构，仍从微观视角了解得不多。本文使用分子动力学模拟研究体积排斥和静电排斥对平面单层软球柱相变的影响。随着杆状体的 packing 增加，我们识别出极性相和晶体相，并发现极性-晶体相变在均匀 packing 系数 ($\eta_c \approx 0.82$) 下发生，独立于球柱的 aspect ratio。该值显著高于已知硬盘流体的临界冻结转变 ($\eta_c \approx 0.7$)，后者可直观地映射为近平行杆状体的共平面质心系统。我们将此差异归因于每个杆状体残余的取向熵。我们的发现得到基于二维杆状流体冻结简单微观密度函数理论的简单理论的支持。引入杆状体之间的静电相互作用会减小单层流体的横向压缩性，但保持位置序数不变，从而维持单层在极性-晶体相变时的 packing 系数。我们单层中各个杆状体取向涨落强度的密度标度与 3D Bulk smectic 的不同。我们的发现为强平面约束下液晶相稳定性的定性理解做出了贡献，并与最近涉及 2D 基底上纳米杆状体的实验探索相互关联。