Rheology of cubic blue phases
Rheology of cubic blue phases
复制标题
立方蓝相的流变学
DOI：
10.1039/c3sm50228g
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
3.4
通讯作者：
Henrich O
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Henrich O
我们通过格子Boltzmann模拟研究了剪切流动下立方蓝相的行为。我们专注于两个实验观察到的阶段，蓝色相I（BPI）和蓝色相II（BPII）。蓝相II的向错网络在稳定剪切下不断破裂和重组，导致振荡应力响应。在较大的剪切速率下，该结构破碎成Grandjean织构，并具有沿着流动梯度方向的双螺旋。蓝色阶段I导致非常不同的反应。在这里，振荡只可能为中间剪切速率;非常缓慢的流动导致过渡的最初有序的结构到一个无定形网络与表观屈服应力。更大的剪切速率导致另一种非晶态，具有不同的缺陷网络结构。在甚至更大的流速下，观察到与蓝色相II相同的Grandjean织构的破裂。在最高施加的流速下，两个立方蓝相都采用流动对齐的双相状态。我们的研究结果提供了第一个理论研究剪切蓝相在大型系统中，并为这些材料的体流变学的理解有关。
We study the behaviour of cubic blue phases under shear flow via lattice Boltzmann simulations. We focus on the two experimentally observed phases, Blue Phase I (BPI) and Blue Phase II (BPII). The disclination network of Blue Phase II continuously breaks and reforms under steady shear, leading to an oscillatory stress response in time. At larger shear rates, the structure breaks up into the Grandjean texture with a cholesteric helix lying along the flow gradient direction. Blue Phase I leads to a very different response. Here, oscillations are only possible for intermediate shear rates; very slow flow causes a transition of the initially ordered structure into an amorphous network with an apparent yield stress. Larger shear rates lead to another amorphous state with a different structure of the defect network. At even larger flow rates the same break-up into the Grandjean texture as for Blue Phase II is observed. At the highest imposed flow rates both cubic blue phases adopt a flow-aligned nematic state. Our results provide the first theoretical investigation of sheared blue phases in large systems, and are relevant for the understanding of the bulk rheology of these materials.
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