圆柱面上的自组装：理解公度性约束的模型系统

当晶格被限制在圆柱表面时，其周期结构必须与圆柱周长公度。这一约束可能导致系统受挫，产生倾斜晶格或具有手性接缝的被称为“滑移线”相的结构，而这些结构在平坦表面上对于处于平衡态的各向同性粒子而言均不稳定。在本研究中，我们利用分子动力学模拟，寻找具有短程排斥和长程吸引作用的球形粒子在远低于熔化温度时的稳态结构。我们通过改变 Lennard-Jones 势和 Morse 势中的吸引作用范围，发现较短范围的吸引作用有利于滑移线相的形成。我们开发了一个仅基于几何和键能的简单模型，用于预测晶体相或滑移线相出现的条件，并发现其与模拟结果吻合良好。该模型的简洁性使我们能够理解公度性约束的影响，这种理解或许可以扩展到强受限空间中自组装粒子的更一般性问题。