在界面液体、向列相和晶体相之间，通过反馈控制实现椭球形胶体的重构

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Feedback Controlled Reconfiguration of Ellipsoidal Colloids between Interfacial Liquid, Nematic, and Crystal States

胶体颗粒动态调控研究 通过AC电场介导的反馈控制实现椭圆棱柱胶体颗粒在液态、向列态和晶体态间的可逆组装与重组。利用热力学参数量化状态变化，设计比例控制器加速状态转换，突破扩散限制速率，应用于材料加工与器件控制。

　　

我们报告了一种基于交流电场的反馈控制方法，该方法能够实现椭圆棱柱形胶体颗粒在液态、向列态和晶体态之间的可逆组装、分解及重构过程，同时这些颗粒的取向和位置有序性会持续发生变化。首先通过改变电场参数，系统地识别出所有可实现的态，并利用向列性和晶体有序性参数来量化微观结构。相同的有序性参数随时间的变化被用作反应坐标，以追踪不同状态之间的非平衡微观结构演变过程。我们设计了一种比例反馈控制器来调控反应坐标轨迹，使其能够针对具有不同有序程度的微观结构；通过调整增益常数，使得状态转换速率比扩散限制的速率快几个数量级（时间尺度为几秒到几分钟）。所提出的反馈控制方法已成功应用于包含正弦波变化、阶跃变化以及程序化多态轮廓的时间依赖性反应坐标轨迹。我们的结果和发现展示了一种可推广且可扩展的方法，可用于正式控制各向异性胶体颗粒系统中微观结构状态之间的动态转换过程，该方法可应用于颗粒基材料、涂层及器件的调控。