【摘 要】
:
本文基于Landau-de Gennes理论,重点研究了非均匀边界下球形向列相液晶微滴的内部结构,根据I-Hsin等人的实验启发以及Prishchepa等人的研究,分别从两种不同的角度对边界进行处理,即界面锚定强度的非均匀以及界面指向矢与法线形成的倾角非均匀。非均匀边界条件下,重点探究了三环结构、预径向结构以及混合分裂核结构。为了更准确有效的研究非均匀边界下液晶微滴内部结构变化,首先探究了均匀垂面
【基金项目】
:
国家自然科学基金资助项目(编号:11374087);
论文部分内容阅读
本文基于Landau-de Gennes理论,重点研究了非均匀边界下球形向列相液晶微滴的内部结构,根据I-Hsin等人的实验启发以及Prishchepa等人的研究,分别从两种不同的角度对边界进行处理,即界面锚定强度的非均匀以及界面指向矢与法线形成的倾角非均匀。非均匀边界条件下,重点探究了三环结构、预径向结构以及混合分裂核结构。为了更准确有效的研究非均匀边界下液晶微滴内部结构变化,首先探究了均匀垂面边界下小半径的分裂核结构稳定性。在均匀垂面强锚定边界且单一弹性常数近似下,球形液滴内会同时存在径向结构和单环结构,根据半径的不同,两种结构会分别成为能量最低态,即稳态。当考虑弹性各向异性时,会出现稳态的单环结构和亚稳态的分裂核结构。进一步研究表明:当边界锚定条件由强锚定变为弱锚定(以锚定强度w=10-4J/m~2为例),发现k24的作用使得液晶微滴的尺寸和弹性各向异性在一定范围内,分裂核结构成为稳态。对于表面锚定强度的非均匀而言,根据I-Hsin等人实验的启发,适当改变垂面边界的锚定强度系数,使其在球面边界不再是定值,而是线性变化的,即在球的两极点处取最大值wmax,线性变化到赤道面处w=0 J/m~2。发现三环结构且在均匀垂面弱锚定下,仍存在亚稳态的三环结构和稳态的单环结构,因此探究了三环结构的尺寸效应,并对比了三环结构在表面锚定强度非均匀与均匀下的区别。值得注意的是,当wmax取10-3J/m~2时,相比于均匀垂面锚定强度w取10-3J/m~2,缺陷反而向中心轴收缩,出现反常现象,此外进一步探讨了小半径下三环结构转变为单环结构的动力学过程。对于界面部分指向矢与法线存在一定倾角的非均匀而言,研究发现:对于较大半径而言,无论是弹性各向同性还是弹性各向异性,预径向结构始终为稳态,此结果与Prishchepa等人结论类似,并在此基础上给出单环结构转变为预径向结构的动力学过程。对于小半径的液晶微滴,在强锚定且弹性各向同性下,半径r≤40ξ(ξ=2.64 nm)时,发现了混合分裂核结构且为稳态,并伴随着半径的减小缺陷长度在不断增加;当半径r≥40ξ时,出现预径向结构且为稳态。对于弹性各向异性,较小半径下预径向结构不再稳定存在,此时在相同条件下出现混合分裂核结构和不对称分裂核结构,混合分裂核结构为稳态;当弹性常数L2/L1为定值时,混合分裂核结构成为稳态的半径范围拓宽,且随着半径增加内部线缺陷长度在不断减小。
其他文献
在概率论的发展过程中,对强极限定理的研究一直是众多学者关注的焦点,其与概率论其他分支密不可分.马尔科夫模型作为一种特殊的随机过程,其马尔科夫性有着极为广阔的应用领域.随着对问题的深入研究,解锁更多未知领域,树图与马氏链创造性地结合成为了一个新的理论研究体系.在信息论,生物学及计算机等多学科有广泛应用,更为技术与管理科学等提供了大量理论支撑,因而研究树指标马氏链的强极限性质是至关重要的.在根据实际问
光子晶体是具有两种或两种以上折射率不同的介质交替排列形成周期性结构的材料,最根本的特征是光子带隙,可以实现精确控制光束传播,在智能显示、防伪、激光器、传感器等高科技领域有广泛的应用。相对于一维和二维光子晶体,三维光子晶体具有完全光子带隙,可以在三维空间中控制光波传输,具有重要的应用价值和前景。聚合物稳定蓝相液晶是一种具有三维周期性自组装立方结构的光子晶体,其晶格常数与可见光波长在同一个数量级,基于
胡桃科(Juglandaceae)枫杨属(Pterocarya)植物广泛分布于我国大部分地区,枫杨的叶和树皮在民间常用作中草药,具有丰富的药理活性,如去痛消肿、抑菌敛疮和解热杀虫等。目前国内外已开展了多种枫杨属植物的系统研究,尤其是对东京枫杨和湖北枫杨的树叶及树皮的成分及活性研究报道较多。水胡桃(Pterocarya rhoifolia)是枫杨属植物的一种,在国内仅分布于山东省的部分地区,目前对水
静电纺丝技术作为一种简单、安全的制备生物材料的新型技术,不仅能够制备具有纳米尺寸的纤维材料,而且还可以通过控制参数影响纤维的形貌和表面特性。本研究课题以罗非鱼胶原蛋白(FC)和聚己内酯(PCL)为基础材料,主要围绕“鱼胶原蛋白静电纺丝膜的制备及性能研究”展开实验。(1)FC-PCL纳米纤维膜制备工艺及影响纤维因素的研究,主要考察了溶液浓度、助纺剂PEO含量、溶解时间、电纺溶液性质以及纺丝时间对纺丝
一阶算法由于对目标函数假设少、容易实现等优势被广泛应用于解决信号处理、深度学习、图像去噪等问题.邻近梯度算法(PGM)是一种用于求解结构优化问题的一阶算法,其目标函数包含两部分,一部分是误差项,一般为可微凸函数;另一部分是正则项,可以是非光滑的凸函数.在分析PGM算法及其改进算法的收敛性时,常需假设目标函数的可微部分是-光滑的,即梯度Lipschitz连续.然而,这一条件在许多实际问题中不易满足,
在大数据和人工智能时代,高维数据的聚类分析方法广泛应用于经济管理学、统计学等领域,成为数据挖掘领域的一个热点问题.针对高维数据的聚类问题,子空间聚类方法是一种有效的方法.子空间聚类方法是一种将来自不同子空间的高维数据用其本质所属的低维子空间进行线性表示的聚类方法.目前存在许多基于低秩表示和稀疏表示的扩展子空间聚类方法,但这些方法不能准确描述数据集的结构信息.为了更准确地捕获数据集的全局结构信息、局
当前工业的迅猛发展,使得能源消耗和环境污染问题日渐严峻。而我们所研究的热电材料是一种可以将热能和电能进行转化的优良材料,对于节约能源和环境保护具有相当大的意义,所以寻求新型高效热电材料变得尤为重要。我们的计算基于第一性原理,结合半经典玻耳兹曼输运理论对准随机结构的Half-Heusler合金及低维热电材料的热电性能进行了计算研究。首先,我们计算了准随机结构的Half-Heusler合金Ti Fe0
酸浆法一直以来作为生产甘薯淀粉、豆类淀粉以及粉丝的传统生产方法,酸浆法的优点是生产效率较高、生产成本低且不消耗有机溶剂,可缓解其他生产方法造成的工业废水问题。本论文首先从初始酸浆中分离纯化出多株乳酸菌,并进行了初步鉴定,根据其产酸能力和对藜麦淀粉的絮凝率,最终确定将乳肠球菌(Enterococcus lactis)SQL12菌株用于藜麦酸浆的制备,并对酸浆的制备工艺和藜麦蛋白分离提取工艺进行了优化
多孔阳极氧化铝是一种低成本的、制备工艺简单的、结构可控的纳米材料。由于制备条件的可控性和灵活性,可以通过改变氧化条件制备出特殊结构的多孔阳极氧化铝薄膜。随着纳米技术的发展,多孔阳极氧化铝薄膜因其独特的多孔结构以及性质成为了最受欢迎的制备复合材料的模板。在多孔阳极氧化铝模板沉积一层金属氧化物薄膜,组成的复合材料可以作为阻变存储器的阻变层。本文主要以多孔阳极氧化铝薄膜的微孔结构调控以及复合薄膜的阻变特
随着电子技术的飞速发展,能源危机成为人们面临的重要问题,有效收集并利用丰富的能源越来越受到人们的重视。纳米发电机可以将环境中的机械能收集起来并转化为电能来驱动电子器件,这不仅有望解决当前的能源危机,而且还是一种有效且环保的发电方式。但目前的纳米发电机的结构较复杂、转化效率较低,在便携式应用中仍存在一些挑战。因此高性能纳米发电材料及其器件特性研究具有十分重要的科学价值和意义。本论文的主要研究内容如下