Cuốn sách tập trung đặc biệt vào tính nhạy cảm về hình dạng của các pha tinh thể lỏng bằng cách nghiên cứu sự tự lắp ráp keo do entropy điều khiển của các hình elip thuôn nhọn, gợi nhớ đến các hạt hình quả lê. Do đó, chúng tôi phân tích sự hình thành của gyroid và kiến ​​trúc hai lớp đi kèm, đã được báo cáo trước đây trong phép xấp xỉ chồng chéo Gaussian cứng hình quả lê (PHGO), bằng cách áp dụng các công cụ hình học khác nhau như phép phân vùng Set-Voronoi và các thuật toán phân cụm. Sử dụng mô phỏng tính toán, chúng tôi cũng chỉ ra một phương pháp để ổn định các cấu trúc liên tục hai chiều khác như pha kim cương. Hơn nữa, chúng tôi nghiên cứu cả về mặt tính toán và lý thuyết (lý thuyết hàm mật độ) ảnh hưởng của các biến đổi nhỏ về hình dạng lên các hệ hạt hình quả lê khác nhau, bao gồm cả sự ổn định của pha gyroid PHGO. Chúng tôi chỉ ra rằng sự hình thành của gyroid là do các tính chất không cộng tính nhỏ của thế năng PHGO. Pha này không hình thành trong các hạt hình quả lê với thế năng hình quả lê cứng thực sự. Nhìn chung, kết quả của chúng tôi cho phép hiểu rõ hơn về tính cần thiết và đủ của hình dạng hạt đối với các quá trình tự lắp ráp keo. Hơn nữa, hệ thống hạt hình quả lê làm sáng tỏ một cơ chế tập thể độc đáo để tạo ra các pha liên tục kép. Điều này gợi ý một con đường thay thế mới có thể giúp chúng ta giải quyết các đặc điểm và tính chất vẫn chưa được biết đến của các cấu trúc nano và vi mô dạng gyroid xuất hiện tự nhiên.

Abstract:

The book focuses in particular on the shape sensitivity of liquid crystal phases by addressing the entropically driven colloidal self-assembly of tapered ellipsoids, reminiscent of „pear-shaped“ particles. Therefore, we analyse the formation of the gyroid and of the accompanying bilayer architecture, reported earlier in the so-called pear hard Gaussian overlap (PHGO) approximation, by applying various geometrical tools like Set-Voronoi tessellation and clustering algorithms. Using computational simulations, we also indicate a method to stabilise other bicontinuous structures like the diamond phase. Moreover, we investigate both computationally and theoretically(density functional theory) the influence of minor variations in shape on different pearshaped particle systems, including the stability of the PHGO gyroid phase. We show that the formation of the gyroid is due to small non-additive properties of the PHGO potential. This phase does not form in pears with a „true“ hard pear-shaped potential. Overall our results allow for a better general understanding of necessity and sufficiency of particle shape in regards to colloidal self-assembly processes. Furthermore, the pear-shaped particle system sheds light on a unique collective mechanism to generate bicontinuous phases. It suggests a new alternative pathway which might help us to solve still unknown characteristics and properties of naturally occurring gyroid-like nano- and microstructures.

Ngôn ngữ:	eng
Tác giả:	Schönhöfer, Philipp W. A.
Thông tin nhan đề:	Entropically driven self‐assembly of pear‐shaped nanoparticles
Nhà xuất bản:	FAU University Press
Loại hình:	Tài nguyên giáo dục mở / Bộ sưu tập: Kỹ thuật hóa học
Bản quyền:	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Nguồn gốc:	https://library.oapen.org/handle/20.500.12657/105786
Mô tả vật lý:	291p.
Năm xuất bản:	2020