Tunable nano-wrinkling of chiral surfaces: Structure and diffraction optics
Notice bibliographique
Résumé
Periodic surface nano-wrinkling is found throughout biological liquid crystalline materials, such as collagen films, spider silk gland ducts, exoskeleton of beetles, and flower petals. These surface ultrastructures are responsible for structural colors observed in some beetles and plants that can dynamically respond to external conditions, such as humidity and temperature. In this paper, the formation of the surface undulations is investigated through the interaction of anisotropic interfacial tension, swelling through hydration, and capillarity at free surfaces. Focusing on the cellulosic cholesteric liquid crystal (CCLC) material model, the generalized shape equation for anisotropic interfaces using the Cahn-Hoffman capillarity vector and the Rapini-Papoular anchoring energy are applied to analyze periodic nano-wrinkling in plant-based plywood free surfaces with water-induced cholesteric pitch gradients. Scaling is used to derive the explicit relations between the undulations' amplitude expressed as a function of the anchoring strength and the spatially varying pitch. The optical responses of the periodic nano-structured surfaces are studied through finite difference time domain simulations indicating that CCLC surfaces with spatially varying pitch reflect light in a wavelength higher than that of a CCLC's surface with constant pitch. This structural color change is controlled by the pitch gradient through hydration. All these findings provide a foundation to understand structural color phenomena in nature and for the design of optical sensor devices.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».