“米老鼠”形胶体自组装成管状结构：实验与模拟
软凝聚态物质
2014-12-16 v1 材料科学
统计力学
摘要
本文通过实验和计算机模拟研究了具有三角形形状的各向异性补丁粒子的自组装。胶体粒子通过两步种子乳液聚合过程合成，由一个中心光滑叶瓣和两个以约 90角连接的光滑叶瓣组成，形状类似于“米老鼠”头部。由于重叠体积的差异，加入适当的耗尽剂仅会在胶体的光滑叶瓣之间诱导吸引相互作用，而两个粗糙叶瓣则充当空间位阻约束。“米老鼠”粒子本质上平面的几何形状是对哑铃形补丁粒子的首次几何偏离。预计这种新几何形状会形成一维管状结构，而非球形（本质上是零维）的胶束。在足够强的吸引力下，我们确实在实验和模拟中都发现了管状结构，其中粘性叶瓣位于核心，非粘性叶瓣向外指出作为空间位阻约束，限制生长仅在一个方向上进行，从而赋予管子明确的直径但可变的长度。在模拟中，我们发现管状碎片的内部结构既可以是直的，也可以扭曲成所谓的 Bernal 螺旋。
引用
@article{arxiv.1412.3373,
title = {Self-assembly of "Mickey Mouse" shaped colloids into tube-like structures: experiments and simulations},
author = {Joost R. Wolters and Guido Avvisati and Fabian Hagemans and Teun Vissers and Daniela J. Kraft and Marjolein Dijkstra and Willem K. Kegel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.3373},
year = {2014}
}