Исследование ориентационной релаксации жидких кристаллов в изменяющихся магнитных полях

• Автор: Кузнецов, Вячеслав Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Глава I. Обзор теоретических и экспериментальных исследований ориентационных процессов в ЖК
1.1. Теоретические исследования динамических свойств нематических жидких кристаллов

1.2. Диэлектрические свойства ЖК в магнитных полях

1.3. Влияние статического магнитного поля на акустические свойства НЖК

1.4. Экспериментальные исследования ориентационной релаксации в НЖК

1.5. Постановка задачи, выбор объектов и методов исследования

Глава II. Методика исследования ориентационных свойств ЖК в изменяющихся магнитных полях
2.1. Методические особенности экспериментальных исследований акустических и диэлектрических свойств НЖК, ориентированных магнитным полем
2.2. Установка по исследованию релаксационных свойств НЖК в статическом магнитном поле
2.3. Установка по исследованию ориентационных свойств НЖК во вращающемся, и пульсирующем магнитных полях

2.4. Компьютерный измерительный комплекс и методика проведения экспериментов

2.5. Контрольные измерения и оценка погрешностей экспери-

мента
Глава III. Результаты экспериментальных исследований
3.1. Комплексная диэлектрическая проницаемость и её анизотропия в статическом магнитном поле
3.2. Коэффициент поглощения ультразвука и его анизотропия в статическом магнитном поле
3.3. Временные зависимости диэлектрических и акустических параметров НЖК в пульсирующем магнитном поле
3.4. Анизотропия диэлектрической проницаемости и анизотропия коэффициента поглощения ультразвука во вращающемся
магнитном поле
Глава IV. Анализ результатов экспериментальных исследований
4.1. Анализ акустических спектров поглощения в нематической фазе ЖК
4.2. Релаксационный характер анизотропии диэлектрических и акустических параметров ЖК
4.3. Ориентационная релаксация НЖК в синхронном режиме вращения магнитного поля
4.4. Ориентационная релаксация нематических ЖК в пульсирующем магнитном поле
Заключение
Литература
Приложение

Актуальность проблемы. Ориентационно упорядоченные конденсированные системы, жидкие кристаллы, представляют повышенный интерес как для фундаментальных, так и для прикладных исследований.
Экспериментальные и теоретические исследования физикохимических свойств жидких кристаллов (ЖК) продолжают оставаться активно развивающейся областью молекулярной физики, что обусловлено несколькими причинами: во-первых, уникальным сочетанием в ЖК свойств, характерных для классических жидкостей и для кристаллических тел; во-вторых, их широким использованием в системах записи, отображения, обработки и хранения информации.
Для осуществления целенаправленного синтеза новых жидкокристаллических соединений с заданными вязкоупругими и акустоэлек-трическими свойствами необходима информация о теплофизических и релаксационных параметрах имеющихся соединений. Молекулярностатистические модельные расчеты также требуют экспериментальной проверки.
Исследования ориентационных явлений в жидких кристаллах с различным знаком анизотропии диэлектрической проницаемости в изменяющихся во времени и пространстве внешних полях представляют интерес для уточнения динамики процессов межмолекулярного взаимодействия, связанных с переориентацией директора в макроскопических образцах, а также являются эффективным средством изучения их внутренней структуры.
Одной из отличительных особенностей жидких кристаллов является их способность заметно изменять свою структуру под действием внешних электрических и магнитных полей, которые являются причиной возникновения анизотропии ряда физических свойств ЖК.

дения ультразвука через весь объём образца ЖК не должно происходить существенных изменений его ориентационной структуры. Так как т = I/с, где I - длина акустического пути в образце НЖК, с - скорость звука в образце ЖК и по условию т <С тп, длина акустического пути должна удовлетворять условию:
т с 1,6 • 103 м/с
^<7- = —гг ; = 0,16 М = 16 СМ:
/гг Ю4 с
С удовлетворительным приближением можно положить
КОД--^.
Таким образом, толщина зондируемого слоя ЖК должна удовлетворять условию
102 ■ х ~ -і < I ^ 0,1 • 0,1 см < К 1,6 см.
V н и
4) Размеры пластин измерительного конденсатора радиодиэлектрическо-го спектрометра должны обеспечивать выполнение условия квазистационарности внутри объёма исследуемого образца, которое сводится к тому, чтобы эффективные размеры конденсатора с введенным образцом были значительно меньше длины волны электрического поля. Выполнение условия квазистационарности для дискового конденсатора накладывает ограничение на радиус пластин Я :
0,24А
ЪГл/є
с тем, чтобы иметь между обкладками конденсатора приблизительно постоянное напряжение (при перемещении по радиусу) [147]. Для предельных значений частоты 1 МГц и диэлектрической проницаемости є = 10 имеем Я ^ 3,6 м. Прямоугольные электроды измерительного конденсатора, используемого в диэлектрической ячейке, должны иметь размеры пластин, не превышающие Я.
5) Радиус г пьезопреобразователей УЗ спектрометра для выбранной рабочей полосы частот / и длине акустического тракта I должен выбираться из условия минимума дифракционных поправок, вызванных расширением ультразвукового (УЗ) пучка, которые вносят вклад в