自组装近晶A相“锯齿盘”的理论研究

手性fd病毒与聚合物耗尽剂在水溶液中自组装形成的近晶A相单分子层，已被证明会展现出多种结构，包括大而平的盘和扭曲的螺旋带。病毒粒子在结构边缘附近以由病毒手性决定的方向发生扭曲。当fd病毒及其相反手性的突变体以近乎相等的量混合时，会出现被称为“锯齿盘”的异常结构。这些盘整体上是非手性的，但边缘的扭曲在左手性和右手性之间交替。为了最小化两个相反扭曲区域相遇处的不匹配，“锯齿”结构呈现出从单分子层平面升起的尖点。我们使用先前应用于平盘和扭曲螺旋带的唯象弹性理论，来分析一个为描述“锯齿”结构而提出的解析模型。与平坦的圆形盘相比，我们发现该模型“锯齿盘”在由高斯曲率模量和边缘能量模量所张成的相图的广泛区域内是稳定的或至少是亚稳态的，并且有一个很大的能量势垒将这两种结构分开。发现“锯齿盘”的指向矢模式与几何参数与实验观测定性一致。