Уникальная ориентационная и позиционная упорядоченность жидких кристаллов придает им необычные физические свойства, что делает их важными в конденсированных мягких материалах. Из-за нарушения непрерывной симметрии в упорядоченной структуре жидких кристаллов возникают топологические дефекты. Механизмы переходов топологических дефектов в процессе фазового перехода и их контролируемое формирование под воздействием внешних полей вызывают большой интерес. Контролируя пространственные масштабы жидкокристаллической системы, граничные условия, внешние воздействия и вводя различные термодинамические процессы, молекулы жидких кристаллов демонстрируют принципиально различные поведенческие режимы сборки с появлением различных топологических дефектов для минимизации свободной энергии системы. Однако до сих пор требуется дальнейшее изучение управления упорядоченным движением топологических дефектов в процессе фазовых переходов, контролируемых преобразований под внешними полями, а также исследований их применений. В данной статье обобщены результаты нашей группы, применяющей технологию светового управления ориентацией для достижения высокоточного произвольно программируемого двухмерного плоскостного закрепления. С помощью двухмерного слоя светового ориентирования была направлена трехмерная укладка молекул жидких кристаллов, что позволило получить контролируемое упорядоченное масштабное формирование топологических дефектов в различных фазах. Кроме того, на основе теории Ландау-де Геннеса раскрыты механизмы эволюции топологических дефектов в процессе переходов и выявлены лежащие в их основе закономерности. Исследование обогащает понимание самособирания упорядоченных систем и прокладывает путь к контролируемому формированию и применению топологических дефектов.

жидкий кристалл;нематический фаз;квазикристалл;теория Ландау-де Геннеса;фазовый переход;топологические дефекты