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二维片层在向列相液晶中的光激活运动、几何与约束诱导的光学效应

软凝聚态物质 2025-07-08 v1 材料科学

摘要

可移动液晶胶体由于液晶弹性和表面效应驱动下对外部刺激的高度敏感性,表现出奇特的行为。然而,很少有研究关注利用液晶相变通过向列-各向同性界面来推动胶体夹杂物。我们设计了一个准二维活性系统,由浸入热致向列相液晶中的固体微米级吸光片层组成。这些片层在光照下自推进,同时自诱导局域向列-各向同性相变。样品的温度、光强度和约束决定了三种不同的状态:二维大状态,其中片层-各向同性相气泡是静态的,向列-各向同性界面保持稳定;紧凑的可移动二维状态,其中向列-各向同性界面更靠近片层轮廓;以及可移动三维约束状态,其特征是液晶多极构型的出现。我们进行了连续理论模拟,预测了在三维约束下的稳态片层-液晶态。我们在一个本质上远离平衡的景观中的研究,对于设计简单的合成系统至关重要,这些系统有助于我们理解如何利用液晶的相变来推动胶体夹杂物并触发可调的拓扑重构,从而产生光子响应。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.04912,
  title  = {Light-Activated Motion, Geometry- and Confinement-Induced Optical Effects of 2D Platelets in a Nematic Liquid Crystal},
  author = {Antonio Tavera-Vázquez and Danai Montalvan-Sorrosa and Gustavo Perez-Lemus and Otilio E. Rodriguez-Lopez and Jose A. Martinez-Gonzalez and Vinothan N. Manoharan and Juan J. de Pablo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.04912},
  year   = {2025}
}

备注

29 pages main text. 5 figures main text. Supporting Information included at the end