线性聚集与液晶有序：蒙特卡罗模拟与解析理论的比较

许多软物质和生物物理系统由可逆组装成棒状聚集体的单体组成。如果密度足够高，聚集体随后可以有序化为液晶相，而液晶有序化又会促进聚集体的进一步生长。表现出聚集与液晶有序耦合的系统包括蠕虫状胶束、铬液晶、DNA和RNA，以及蛋白质聚合物和原纤维。目前缺乏能够捕捉许多不同系统共有的聚集与液晶有序耦合关键特征的粗粒化分子模型；特别是，单体长径比和聚集体柔韧性在控制相行为中的作用尚不清楚。在此，我们使用蒙特卡罗模拟和解析理论研究粘性圆柱体的极小系统。圆柱状单体主要通过硬核相互作用发生相互作用，但可以堆叠并首尾结合。我们给出了几种不同圆柱长径比以及一系列首尾结合能的结果。相图在定性上与铬液晶的相图相似，具有各向同性-向列型-柱状三相点。三相点的位置对单体长径比敏感。我们发现聚集体的持久长度随温度的变化方式受相互作用势控制；这表明相互作用势的形式影响了系统的相行为。我们的解析理论在定量预测相对刚性聚集体的各向同性-向列相（I-N）转变方面相比以往理论有所改进，但需要对聚集体柔韧性进行更好的处理。