在朗缪尔单层膜中,液态凝结引起的结构变化通过弹性和几何形态实现了单层膜与拓扑结构的结合:单层膜通过弹性特性与几何结构相互作用,从而形成特定的有序结构

《Physical Chemistry Chemical Physics》:Liquid condensed domain coalescence-induced modulated structure formation in Langmuir monolayers: monolayer meets topology via elasticity and geometry

【字体: 时间:2025年11月22日 来源:Physical Chemistry Chemical Physics 2.9

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  液态凝聚(LC)域在肉豆蔻酸Langmuir单层一级相变后期与液态膨胀(LE)相的合并演化规律。高温下LC域通过接触区先驱通道或单缺陷线实现合并;低温下低LC域比例仍触发splay条纹形成,其与分子倾斜方向垂直于LE-LC界面的竞争增强,结合弹性连续理论和模拟退火蒙特卡洛方法揭示条纹自组织的拓扑机制。

  

我们研究了在肉豆蔻酸朗缪尔单层的一级相变后期,液态凝结(LC)区域与液态膨胀(LE)相之间的共聚作用所形成的各种有趣缺陷结构。在高温下,LC区域的共聚主要通过接触区域中前体通道(桥梁)的形成和湮灭,或者高度弯曲的单个缺陷线的形成来发生,此时LC区域的面积占比较高。在低温下,即使在LC区域的面积占比较低时也会发生共聚现象。我们发现,两个“布儒姆”区域(其分子倾斜幅度均匀但倾斜方向连续变化)的共聚会形成显著的“裂片条纹结构”,这种结构中存在一系列区域壁,这些区域壁上分子倾斜的幅度和方向会随位置的不同而变化。通过结合弹性连续介质理论和模拟退火蒙特卡洛方法,我们研究了条纹结构形成的条件。由于分子的头部-尾部不对称性导致的分子倾斜变化,以及分子倾斜方向倾向于垂直于LE-LC界面,这两种因素之间的竞争因布儒姆区域共聚形成的接触线边界条件的快速变化而加剧,从而通过更优的倾斜-裂片耦合机制自发了条纹结构。

图形摘要:朗缪尔单层中液态凝结区域共聚诱导的调制结构形成:单层通过弹性和几何形状实现拓扑转变
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