Comportamiento de fase y estructura de defectos de las barras blandas en una esfera

Área de la Ciencia:

• Física de la materia blanda Física de la materia blanda
• Fluidos complejos fluidos complejos.
• Ciencia de los materiales ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Comprender el comportamiento de fase de la materia blanda confinada es crucial para el diseño de materiales.
• Los defectos topológicos en las fases ordenadas influyen en las propiedades macroscópicas.
• El confinamiento esférico introduce limitaciones geométricas únicas en la formación de fases.

Objetivo del estudio:

• Para calcular el diagrama de fase de los suaves cilindros esféricos repulsivos en una esfera.
• Investigar el papel de la relación de aspecto y la fracción de embalaje en las transiciones de fase.
• Para caracterizar los defectos topológicos en diferentes fases.

Principales métodos:

• Se emplearon simulaciones de dinámica molecular con resolución de partículas.
• El diagrama de fase se calculó para diferentes relaciones de aspecto y fracciones de embalaje.
• Las estructuras de defectos y las cargas fueron analizadas en detalle.

Principales resultados:

• Las fases cristalina, esmética e isotrópica son estables para todas las relaciones de aspecto.
• Surge una fase nemática para las relaciones de aspecto > 8.0-9.0.0.
• Las fases ordenadas exhiben una carga de defecto de orientación total de +2, con configuraciones de defecto específicas para las fases cristalina, esmética y nemática.

Conclusiones:

• El surgimiento de la fase nemática depende de una relación de aspecto crítica.
• La fracción de embalaje impulsa las transiciones de las fases cristalina a la esmética a la nemática a través de la dinámica de los defectos.
• Los hallazgos son relevantes para las emulsiones de Pickering y la morfogénesis del tejido epitelial.