即使是不稳定的： diblock 共聚物 melts 中的立方双 diamond

我们研究了块共聚物 melts 中两种标准立方网络相（双 gyroid 和 double-diamond）的连续变换热力学。double-gyroid 是许多系统的平衡形貌；而 double-diamond 常被视为有竞争力的备选方案。我们采用强分离方法计算 double network 形貌的自由能，作为两个结构参数函数，这两个参数在两个极限立方案例之间进行转换；即对单位胞进行 tetragonal 拉伸，同时将两对三棱锥 gyroid 节点融合为四棱锥 diamond 节点。对于最简单的情况—— conformally 对称的 diblock melts，我们发现立方 double-diamond 位于一个不稳定的鞍点上，可连续变形为自由能更低的 gyroid，以及第二个 metastable 的、正四棱锥网络（由三棱锥节点组成）。我们通过自洽场研究确认了 double-diamond 在有限分离下的广泛不稳定，并进一步表明其源于链在四棱锥节点的管状域中的 packing 造成的熵自由能成本。相应地，我们展示了两个因素可以降低管状域中 packing 的熵成本——即寡聚物混合和块之间的弹性不对称——通过自由能障垒将 double-diamond 从 double-gyroid 分离，使其达到 metastable 状态。