由外加拓扑缺陷引起的球柱混合物中的长度偏析

我们探究长度为 $L_1$ 与 $L_2$、直径 $D$ 相同的球柱二元混合物在半径为 $R$ 的球面上切向受限时的长度偏析现象。球柱的取向受球面上外加方向场的约束，该方向场沿球面的经线或纬线。两种情形下，极点处均被施加整数取向缺陷。我们表明，这些拓扑缺陷引发了复杂的偏析图景，其还依赖于长度比因子 $\gamma$=$L_2/L_1$ 与球柱的总填充率 $\eta$。当二元混合物沿球面经线排列时，较短杆倾向于在极冠的拓扑缺陷处聚集，而较长杆占据球面的中央赤道区域。在相反的纬线排列情形下，会出现一种状态：较长杆主要同时位于极冠与赤道区域，而较短杆局域于两者之间。作为参照，我们考虑平面中无缺陷的情形，在相似 $\gamma$ 与 $\eta$ 下未发现有任何长度偏析，故该偏析纯粹由外加拓扑缺陷引起。研究还揭示，当所有取向约束解除时，在 $\gamma$=4 且 $\eta \ge$0.5 下较短杆充当了较长杆转动弛豫的障碍。