Nature：液晶显示技术重大突破

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在显示技术中，组分分子和胶体棒及圆盘赋予向列相液晶的单轴对称性。低对称性组织可以在棒和盘的混合物中形成，但熵倾向于在分子和胶体尺度上使它们发生相分离，而强弹性中介的相互作用则驱动向列相胶体中链和晶体的形成。迄今为止，低或无对称操作的结构仅是固体的一种特性，而不是全流态凝聚体的一种特性。为此，科罗拉多大学Ivan I. Smalyukh等人展示了由分子棒组成的向列主体中高度分散各向异性的带电胶体盘为观察许多低对称相提供了一个平台。根据温度、浓度和圆盘表面电荷的不同，研究人员发现向列、近晶和柱状组织的对称性从单轴到正交和单斜的转变。随着温度的升高，他们观察到从较少有序态到较多有序态和重入态的异常转变。最重要的是，该研究证明了可重构的单斜胶体向列相的存在，以及低对称性自组装的热和磁控制的可能性。相关结果以“Thermally reconfigurable monoclinic nematic colloidal fluids”为题发表在Nature期刊上。图1 分子棒向列相宿主中的胶盘图2 相图和相的表征图3 正交向列相中的胶体取向顺序图4 单斜向列相中的胶体定向顺序图5 单斜晶近晶态和柱状态的序总而言之，研究人员开发出一种软物质系统，该系统具有定向流体顺序，证明了迄今为止最低的单斜晶对称性，这是由单轴胶体和分子构建单元在中等尺度上的相互倾斜产生的。通过斜面定向分布的圆盘直接成像以及分子和胶体指向矢的倾斜排列，可以明确揭示单斜晶阶。尽管有许多固体物质，可以在单斜晶态和正交晶态之间相互转换。该工作表明，在胶体液晶流体中，也可以实现取向顺序的多个低对称性。液晶胶体的低对称向列，近晶和柱状状态可在从显示器到生物探测器的应用中以及在正交或单斜向列相变附近的拓扑缺陷研究中都有重要的用途。

原文链接：

Mundoor, H., Wu, JS., Wensink, H.H. et al. Thermally reconfigurable monoclinic nematic colloidal fluids. Nature 590, 268–274 (2021). 

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03249-0

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