活性向列液滴的取向不稳定性与自发旋转

在实验中，浸没于表面活性剂溶液体相中的单个化学活性液晶（LC）液滴可沿直线、螺旋或随机轨迹自推进。本文建立了一个最小模型，捕捉了在向列相LC且在LC-流体界面具有垂直锚定的情况下液滴的上述三类自推进轨迹。我们通过单个优选极化矢量来模拟液滴内的指向矢场，该矢量受两种重定向机制作用，即内部流动引起的刺猬缺陷位移与液滴旋转。在此降阶模型中，液滴向列序与表面活性剂输运之间的耦合由液滴界面性质随向列极化的变化来表示。我们的分析揭示，一种新颖的取向不稳定性模式源于两种重定向机制的竞争，其特征是自推进液滴的自发旋转，导致了螺旋自推进轨迹。反之，我们也表明各向同性与向列相液滴中的随机轨迹均源于平流驱动的向混沌转变。不同推进模式的相继出现与实验中报道的随液滴尺寸变化而发生的液滴轨迹形状转变一致。