反向向列相乳液的剪切动力学

本文从理论上研究了剪切流下向列液晶中二维和三维各向同性液滴的动力学。我们发现，作为剪切率和向列指向矢场在液滴表面锚定的函数，存在大量可能的非平衡稳态。我们首先讨论同向锚定。对于弱锚定，我们恢复了二元流体中剪切各向同性液滴的典型行为，即旋转、拉伸并可被外加流打破。对于中等锚定，由于向列流体中的弹性效应出现了新的可能性。我们发现在该机制下，二维液滴可以在流中倾斜并移动，或者在通道中心不停地翻滚。最后，对于足够强的锚定，在平衡态下形成于各向同性液滴表面附近的一个或两个拓扑缺陷会脱离表面，并被流深深拖入向列态中。而在三维中，与法向锚定向错线相关的土星环可以被流变形并向下游移动，但始终局限于液滴附近，至少在我们探索的参数范围内如此。二维中的切向锚定导致了不同的动态响应，因为在这种情况下特有的 boojum 缺陷相比于法向锚定情形，可以在更弱的剪切下从液滴解绑。我们的结果应能激发对剪切下反向液晶乳液的进一步实验，因为大多数预测原则上可以通过监测液晶取向模式的演化或追踪液滴随时间的位置和形状来检验。