胆甾型黄原胶溶液中螺旋螺距的浓度与温度依赖性 开放获取

《Soft Matter》：Concentration and Temperature Dependence of the Helical Pitch in Cholesteric Xanthan Gum SolutionsOpen Access

　　

能够形成胆甾型溶致液晶（LLC）相的部分解聚黄原胶溶液，可用于生产具有结构色且非脆性的光子薄膜。决定干燥黄原胶薄膜光子性能的关键因素是保留自液晶相的固体胆甾结构中的螺旋螺距 p，这使得薄膜能够选择性反射可见光。然而，针对包含半柔性构建单元的 LLC 系统中宽浓度范围内螺旋螺距演变的详细实验和复杂理论模型仍然难以捉摸。在本工作中，我们系统地研究了超声处理黄原胶水溶液在高达 30 wt% 的宽浓度范围内螺旋螺距对温度和浓度的依赖性。这项研究表明，虽然反螺距（即螺旋扭转）随温度线性减小，但它随浓度显著增长。当前理论无法解释高浓度下反螺距如此强烈的非线性浓度依赖性。因此，我们基于向列相的所谓广义范德华理论（GVWT）提出了一个新的分子统计模型，考虑了浓度依赖的空间分子间相关性以及有效吸引相互作用。该模型成功解释了高浓度下反螺距的发散，并估计了干燥薄膜中可实现的最小螺距值，这与观察到的黄原胶样品一致。这些发现增强了我们对半柔性 LLC 中手性相互作用的理解，更深层次地连接了固体薄膜中的胆甾有序化和结构着色。

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? 2026 作者。由英国皇家化学学会出版

2026

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