弯曲分子在烟蜡溶剂中的诱导反共轭有序与纳米相分离

最近的实验表明，将少量弯曲核心分子掺入直链烟蜡溶剂可诱导形成反共轭和双各向异性烟蜡相。我们对直形分子（长度/宽度比 $L_{\rm rod}/D = 5$ 的硬球棒）与弯曲或香蕉形分子（长度/宽度比 $L_{ban}/D = 5$ 或 2.5，开口角 $\psi$ 的硬球棒二聚体）的混合物进行蒙特卡洛 (MC) 模拟，以探讨其在分子尺度上的组织与相行为。我们发现，浓度为 3% 的 $L_{ban}/D = 5$ 二聚体在 $100^\circ \le \psi < 150^\circ$ 时可诱导在直列相 (SmA) 中形成反共轭 (SmC$_A$) 有序。对于较小的 $\psi$，每个弯曲分子的一半在烟蜡层之间进行纳米相分离，烟蜡层保持直列。对于 $L_{ban}/D = 2.5$，无法诱导倾斜相。然而，随着 $\psi$ 的减小，我们观察到在 $\psi \approx 130^\circ$ 处从{\sl 层内}纳米相分离（弯曲分子在烟蜡层内分离）向{\sl 层间}纳米相分离（弯曲分子集中在烟蜡层之间）发生尖锐相变。这些结果表明，纯粹的熵效应可导致直形/香蕉形混合物出现意想不到的复杂行为。