带有柄的胶体柄体上的向列相液晶布琼姆
软凝聚态物质
2016-12-30 v1
摘要
在有序介质表面形成的拓扑缺陷（被称为布琼姆，boojums）广泛存在于超流体、液晶 (LCs)、Langmuir 单分子层和 Bose-Einstein 凝聚体中。它们决定超流体中的超电流，影响聚合物分散液晶中的电光开关，并介导向列相 - 各向同性流体界面的化学响应，但表面拓扑在这些缺陷的出现、稳定性和核心结构中的作用仍知之甚少。在此，我们通过控制施加 LC 分子切向边界条件的胶体粒子的表面拓扑，演示了布琼姆的稳健生成。为此，我们设计了具有不同属 g 的柄体形状聚合物粒子。当将这些粒子引入向列相 LC 时，它们在遵守拓扑约束的同时扭曲向列相分子排列场，并诱导至少 2g - 2 个布琼姆以实现拓扑荷守恒。我们利用分子排列的偏振非线性光学成像表征了布琼姆的三维纹理，并通过 invoking 对称性考虑以及匹配实验的指向矢场、序参量变化和非平凡柄状缺陷核心结构的数值模拟来解释我们的发现。最后，我们讨论了胶体表面拓扑与布琼姆之间的这种相互作用如何导致向列相和准向列相主体中胶体粒子的受控自组装，进而可能实现可重构的拓扑复合材料。
引用
@article{arxiv.1612.08754,
title = {Nematic liquid crystal boojums with handles on colloidal handlebodies},
author = {Qingkun Liu and Bohdan Senyuk and Mykola Tasinkevych and Ivan I. Smalyukh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.08754},
year = {2016}
}