Оптические исследования ориентационных структур капсулированных полимером капель нематика, допированного ионными сурфактантами

• Автор: Крахалев, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНЫХ И ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАПСУЛИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРОМ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ
1.1. Классификация термотропных жидких кристаллов
1.2. Упругие свойства нематических жидких кристаллов
1.3. Упорядочение нематических жидких кристаллов
1.3.1. Обработка опорных поверхностей
1.3.2. Упорядочение электрическим или магнитным полями.
Эффект Фредерикса
1.4. Локальный переход Фредерикса
1.5. Композитные жидкокристаллические материалы
1.6. Капсулиро ванные полимером нематические жидкие кристаллы
и методы их приготовления
1.6.1. Эмульгирование
1.6.2. Технологии фазового разделения
1.7. Конфигурации директора в каплях нематических жидких
кристаллов
1.8. Переход Фредерикса в каплях нематика
1.8.1. Биполярные капли нематика
1.8.2. Радиальные капли нематика
1.9. Постановка цели и задач исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПОЗИТНЫХ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК
2.1. Выбор материалов и их характеристики
2.1.1. Нематические жидкие кристаллы
2.1.2. Полимеры
2.1.3. Пластификатор
2.1.4. Сурфактанты
2.2. Приготовление композитных пленок
2.3. Методика исследования оптических текстур капель нематических жидких кристаллов и их трансформаций под действием электрического поля
2.4. Методика численного расчета ориентационной структуры и
оптической текстуры капель нематика
2.5. Методика исследования динамики оптического отклика капсулированных полимером жидкокристаллических
пленок при управлении постоянным электрическим полем
ГЛАВА 3. ОПТИЧЕСКИЕ ТЕКСТУРЫ И ОРИЕНТА1ДИОННЫЕ СТРУКТУРЫ КАПЕЛЬ НЕМАТИКА ДЛЯ ПРЯМОГО РЕЖИМА ИОННОЙ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЦЕПЛЕНИЯ
3.1. Описание принципа электроуправляемой модификации граничных условий в каплях нематика, допированного
ионным сурфактантом. Прямой режим
3.2. Трансформация ориентационной структуры капсулированных
в поливинилбутирале капель жидкого кристалла, допированного ионным сурфактантом
3.2.1. Переход биполярной конфигурации в моноиолярную
3.2.2. Переход биполярной конфигурации в наклонную монополярную
3.3. Ориентационно-структурные превращения в каплях жидкого кристалла, допированного ионным сурфактантом и
диспергированного в поливиниловом спирте
3.3.1. Переход биполярной конфшурации в монополярную с
кольцевым дефектом

3.3.2. Трансформация биполярной конфигурации с образованием дополнительного линейного дефекта и кольцевой поверхностной дисклинации
3.3.3. Образование в биполярной структуре кольцеобразного дефекта
ГЛАВА 4. ОПТИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА КАПЕЛЬ НЕМАТИЧЕСКОГО ЖИДКОГО КРИСТАЛЛА ДЛЯ ИНВЕРСНОЙ МОДЫ ЭФФЕКТА ИОГШОЙ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЦЕПЛЕНИЯ
4.1. Особенности реализации эффекта электроуправляемой ионной модификации поверхностного сцепления в
инверсном режиме
4.2. Трансформация оптических текстур и ориентационных структур в каплях нематика в инверсном режиме ионносурфактантного метода
4.2.1. Переход радиальной конфигурации в структуру, имеющую точечный поверхностный дефект-буджум и поверхностный кольцевой дефект
4.2.2. Переход радиальной конфигурации в структуру, имеющую объемный дефект-еж, точечный поверхностный дефект-буджум и поверхностный кольцевой дефект
4.2.3. Переход радиальной конфигурации в структуру,
имеющую дефект-еж и поверхностный кольцеобразный дефект
4.2.4. Условия реализации различных сценариев переходов
4.3. Управление светопропусканием капсулированной полимером жидкокристаллической пленки за счет
эффекта ионной модификации поверхностного сцепления
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

упругих деформаций, обусловленных кривизной ограничивающей поверхности и топологических дефектов структуры, устойчивых благодаря замкнутой геометрии капли. Вследствие этой особенности капель нематика, их отклик на внешнее электрическое (магнитное) поле будет зависеть от размера и формы капель, граничных условий и силы сцепления молекул жидкого кристалла с поверхностью раздела, а так же от взаимного расположения направления электрического (магнитного) поля и оси симметрии капли (для случая осесимметричных капель).
1.8.1. Биполярные капли нематика
Особенности распределения директора в биполярных каплях нематика в случае их эллипсоидальной формы были исследованы в работах [70-72] в рамках модели, вытекающей из условия минимума упругой энергии. В частности было показано, что в свободном состоянии ось симметрии биполярной структуры ориентируется вдоль длинной оси эллипсоида капли, а полюса располагаются на концах длинной оси. Тогда в сплюснутых каплях Оа(, = Ьо>с0) оси биполярной конфигурации лежат в плоскости пленки, а КПНЖК пленка с ансамблем таких капель является планарноориентированной, т.е., директор НЖК в ней ориентирован преимущественно параллельно плоскости пленки [73]. При этом оси симметрии биполярной конфигурации капель в общем случае имеют случайную ориентацию в плоскости пленки. Отклик на внешнее поле может протекать по двум принципиально различным сценариям: 1) не жестко закрепленные полюса; 2) жестко зафиксированные полюса.
Эффект Фредерикса в КПНЖК пленках с биполярной конфигурацией директора в каплях ЖК для случая нежесткого закрепления полюсов достаточно подробно исследован в [39, 70-72, 74]. В этом случае эффект переориентации имеет пороговый характер и заключается в перемещении полюсов по поверхности капли без разрушения одноосного упорядочения ее объема