Structure and Pattern Formation in Biological Liquid Crystals: Insights From Theory and Simulation of Self-Assembly and Self-Organization
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Notice bibliographique
Résumé
This review presents theory and simulation of liquid crystal phase ordering in biological fibrous materials, solutions, and composites in the presence of elastic fields, second phase inclusions, and transport phenomena, including complex shear-extensional flow and mass transfer. Liquid crystal self-assembly through phase ordering on elastic deformable membranes is first applied to characterize the mechanisms that control the structures in plant cell walls, highlighting how curvophobic and curvophilic effects introduce new structuring fields beyond hard-core repulsion. Then chiral nematic self-assembly is simulated in a mesophase containing fibrillar colloidal inclusions (liquid crystal-fibre composites) to demonstrate how the inclusion positional order generates defects and disclinations as shown in the plant cell wall. Coupling phase ordering to tuned transport phenomena is shown how and why it leads to self-organization such as paranematic states of dilute acidic aqueous collagen solutions. Further directed dehydration of well-organized paranematic collagen leads to defect free cholesteric films only when directed dehydration is synchronized with chirality formation. In addition, the ubiquitous surface nanowrinkling of cholesterics is captured with surface anchoring. In these four representative systems, the new mechanisms that enhance the well-known exclude volume interactions are identified quantified and validated with experimental data. Future directions to create new advanced multifunctional materials based on principles of self-assembly and self-organization are identified by leveraging the new couplings between material structure, geometry, and transport phenomena.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 |
| 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.
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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 découle