Жидкие кристаллы — это класс анизотропных мягких материалов, сочетающих текучесть жидкости и упорядоченность кристаллов. Благодаря значительной анизотропии оптических, электрических и механических свойств они широко применяются в области дисплеев и оптического управления. Кроме того, благодаря уникальному дальнодействующему порядку жидкие кристаллы стали идеальной моделью для изучения упорядоченности непрерывных сред и нарушения симметрии. Однако дальнодействующий порядок жидких кристаллов не является абсолютно стабильным, при самособирании или воздействии внешних возмущений часто возникают дефекты. С развитием физики мягких материалов и топологической теории поля понимание дефектов жидких кристаллов постепенно смещается с «пассивно образующихся дефектных структур» к «программируемым функциональным единицам». В связи с этим в статье рассматриваются происхождение, классификация, механизмы формирования дефектов жидких кристаллов, а также управление их сборкой на основе граничных условий и перспективы применения. Сначала, исходя из физического определения дефектов, систематизируются такие типы дефектов, как границы спирали и дислокации, а также их топологические характеристики; затем анализируется внутренняя связь между ориентированным порядком жидких кристаллов и формированием дефектов; далее рассматриваются три аспекта управления пространственным положением и конфигурацией дефектов жидких кристаллов с точки зрения влияния различных граничных условий на поле ориентации: микроструктурные ограничения твердой поверхности, эффекты спонтанного закрепления на свободной поверхности и реакции граничных ограничений на границе жидкого интерфейса под воздействием внешних полей. Наконец, рассматриваются перспективы применения топологических дефектов жидких кристаллов в передовых областях, таких как топологическая фотоника, настраиваемые лазеры, микрофлюидное управление и коллоидная сборка.

жидкие кристаллы; топологические дефекты; регулирование; ориентация; интерфейс