13. An Application to the Thermodynamic Stability of Soft-Matter Quasicrystals

Das Kapitel untersucht die thermodynamische Stabilität von Quasikristallen aus weicher Materie, die in verschiedenen Materialien wie Flüssigkristallen, Polymeren und Kolloiden beobachtet wurden. Anders als feste Quasikristalle, die sich unter schneller Abkühlung bilden, entstehen weiche Materiequasikristalle durch Selbstzusammensetzungsprozesse, bei denen Supramoleküle und andere Bausteine beteiligt sind. Die Stabilität dieser Quasikristalle ist seit ihrer Entdeckung ein Thema der Debatte, wobei sich frühere Studien auf effektive Ansätze freier Energie konzentrierten. Dieses Kapitel stellt eine alternative Methode vor, die allgemeine Dynamik und erweiterte freie Energie nutzt, die die Analyse vereinfacht und quantitative Ergebnisse auf der Grundlage experimentell messbarer Materialkonstanten liefert. Die Stabilität hängt vom Flüssigkeitseffekt, Phononen, Phasonen und ihren Wechselwirkungen ab. Das Kapitel behandelt auch die Stabilität verschiedener Arten von Quasikristallen aus weicher Materie, einschließlich solcher mit 12-, 8-, 10- und 18-facher Symmetrie, wobei die Bedeutung des Fluideffekts und der Kopplung zwischen verschiedenen Anregungen hervorgehoben wird. Der vorgestellte Ansatz bietet eine systematische, direkte und einfache Methode zur Stabilitätsbestimmung, mit potenziellen Anwendungen in der Materialwissenschaft und verwandten Bereichen.