向列相流体中带离子电荷的拓扑缺陷

液体电解质中的电荷分布对于超级电容器、燃料电池、电池或胶体及生物环境中粒子的自组装等应用至关重要。然而，在此类电解质体相中创建局域化（屏蔽）电荷分布通常需要表面的存在——例如由胶体粒子或材料外表面提供——这对材料设计构成了根本约束。在此，我们表明向列相电解质中的拓扑缺陷可作为局域电荷分离的区域，形成带电缺陷核，并在某些几何构型下甚至形成电多层结构，而非各向同性电解质中的双电层。利用 Landau-de Gennes-Poisson-Boltzmann 理论框架，我们表明离子通过离子溶解性高度有效地与拓扑缺陷核耦合，并通过挠曲电性与缺陷的局域指向场畸变耦合。针对不同类型的缺陷——线、点和壁——利用离子屏蔽的平坦各向同性-向列相界面、径向刺猬点缺陷以及由（带电）胶体粒子稳定的半整数楔形向错等几何构型，展示了缺陷带电现象。更一般地，我们的发现与拓扑缺陷作为扩散离子电容器或离子电荷载流子的可能应用相关。