管状晶体通过位错滑移的塑性变形

管状晶体是将二维晶格包裹成圆柱拓扑的结构，出现在许多场景中，包括植物学和生物丝，以及诸如碳纳米管的物理系统。描述自然界中常见圆柱上螺旋排列的植物学叶序几何原理，已在这些系统中得到应用。最近的几项研究考察了与必须适应固定管半径的晶体堆积相关的管状晶体缺陷。在此，我们研究具有可变管半径的管状晶体的力学，其中位错穿插于不同叶序堆积区域之间。具有相等且相反伯格斯矢量的位错对的解绑和分离，使得一个叶序域以另一个为代价而生长。特别地，位错的滑移分离为固体管在外部应力下的塑性变形提供了一种低能量模式，逐步重新配置晶格。通过理论和模拟，我们考察了管的半径和螺旋性如何影响位错滑移力学，反之又如何被其改变。我们还讨论了足够强的弯曲刚度如何改变或阻止小半径管的变形。