扭曲丝束的拓扑缺陷、表面几何与内聚能
软凝聚态物质
2013-07-08 v3
摘要
丝线的内聚组装体是一种常见的结构基元，存在于从纤维蛋白等生物材料到碳纳米管绳和微图案化丝阵列等人工材料的各种情境中。本文分析了内聚能对扭曲的复杂依赖关系，扭曲是自组装和人工制备丝束的关键结构参数。基于对内聚束模拟基态的分析，我们表明扭曲的非线性影响源于扭曲束的两个独特几何特征：(i) 束横截面内丝间堆积的几何受挫；以及 (ii) 束表面几何随扭曲的演化，这决定了表面非接触丝线的内聚代价。束核心的堆积受挫导致随着扭曲增加出现多余 5 重向错这一普适序列的拓扑缺陷，而束表面丝线接触的演化通常在丝线足够长时有利于扭曲几何。我们对丝束连续介质和离散模型的分析表明，即使在没有外部扭矩或固有手性的情况下，当长径比超过临界值且丝线刚度低于临界阈值时，内聚能普遍倾向于扭曲的基态。
引用
@article{arxiv.1303.1566,
title = {Topological Defects, Surface Geometry and Cohesive Energy of Twisted Filament Bundles},
author = {Isaac R. Bruss and Gregory M. Grason},
journal= {arXiv preprint arXiv:1303.1566},
year = {2013}
}
备注
21 pages, 19 figures