受挫扭曲拼图粒子组装中的应力积累与形状展平

几何受挫组装已成为理解和设计具有自限制有限平衡尺寸的组装体的有吸引力的范式。我们提出并研究了一种基于所谓“扭曲拼图”（WJ）形状设计的新型二维粒子：锥形粒子中的定向键偏好沿多粒子行的曲率，从而阻碍二维晶格序。我们利用数值模拟与连续弹性理论相结合，研究大规模组装体内应力梯度如何由粒子的微观性质产生。WJ 粒子可偏好各向异性带状组装体，其横向宽度可能因组装体内聚合力与弹性力的相对强度而自限制，我们表明这由相互作用范围与形状失配程度控制。自限制尺寸的上限由组装体内两种弹性模式的 crossover 控制：小宽度下随宽度增加的剪切积累让位于偏好行曲率的解弯，使组装体可生长至无限尺寸。我们表明，控制不同弹性模式的刚度由排斥与吸引结合区域的组合与排布决定，提供了一种将应力积累范围扩展到远超单粒子尺寸的手段，并通过变相互作用离散粒子的数值研究予以证实。最后，我们将模型的基态能量学与由带状边界宽度涨落设定的平衡组装尺寸控制的下限和上限相关联。