各向同性起源向列弹性体的统计物理：I. 高温下的结构与关联
软凝聚态物质
2015-06-15 v1
摘要
各向同性起源向列弹性体 (IGNEs) 是液晶聚合物 (LCPs)，它们在高温状态下被随机、永久地交联，从而形成平衡态的随机固体。因此，与液态下可以在整个体积内自由扩散不同，IGNE 中的组成 LCPs 仅在由交联密度控制的有限长度尺度上具有移动性。我们探讨了这种网络诱导的局域化对 IGNE 液晶特性的影响，这些影响是通过在高温下进行的测量来探测的。与未交联的 LCPs 情况相反，对于 IGNEs，这些特性不仅由热涨落决定，还由与交联约束相关的淬火无序决定。为了研究 IGNEs，我们考虑了一个二聚体向列原子的微观模型，其中二聚体通过依赖于取向的排除体积力相互作用。此外，这些二聚体通过短胡克弹簧被随机、永久地交联，我们使用 Deam-Edwards 类型的分布对其统计特性进行建模。我们表明，在大于向列原子尺寸的长度尺度上，这种方法导出了最近提出的 IGNE 现象学 Landau 理论 [Lu et al., Phys. Rev. Lett. 108, 257803 (2012)]，从而预测了向列排列中存在短程振荡空间关联的区域，包括热型和玻璃型。此外，我们考虑了两种替代的 IGNE 微观模型：(i) 通过侧链 LCPs 交联形成的 IGNE 的蠕虫状链模型；以及 (ii) 通过主链 LCPs 交联形成的 IGNE 的铰接链模型。在大长度尺度下，这两个模型产生的液晶特性在定性上与二聚体 - 弹簧模型预测的结果一致。
引用
@article{arxiv.1304.3878,
title = {Statistical physics of isotropic-genesis nematic elastomers: I. Structure and correlations at high temperatures},
author = {Bing-Sui Lu and Fangfu Ye and Xiangjun Xing and Paul M. Goldbart},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.3878},
year = {2015}
}
备注
33 pages, 6 figures, 6 appendices