Влияние особенностей молекулярной структуры на ориентационное упорядочение в нематической мезофазе

• Автор: Герасимов, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 129 c. : ил

1. ЖТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Мезоморфное состояние вещества: основные понятия; эмпирические закономерности, связывающие строение мезогенных молекул и макроскопические свойства мезоморфного состояния; фазовые переходы
1.2. Межмолекулярные взаимодействия, ответственные за образование мезоморфного состояния. Особенности расчета дисперсионного и стерического взаимодействий в системе мезогенных молекул.

Метод' эффективных парных взаимодействий

1.3. Молекулярно-статистическое описание нематической мезофазы

1.3.1. Метод среднего молекулярного поля

1.3.2. Методы учета ближнего порядка в молекулярно-статистических моделях нематической мезофазы: кластерные модели; метод корреляционных функций
1.3.3. Учет сил стерического отталкивания в молекулярно-статистической теории нематической мезофазы: метод "твердых стержней" и его модификации; обобщенная теория Ван-дер-Ваальса; метод машинного моделирования

2. ЭНЕРГИЯ УНИВЕРСАЛЬНЫХ МБМОЛЕКУЛЯРЕЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

В МЕЗОМОРФНОМ СОСТОЯНИИ

2.1. Дисперсионное притяжение мезогенных молекул в отсутствие процессов электронного обмена
2.2. Приближенный расчет универсальных межмолекуляр-ных взаимодействий в мезофазе методом эффективных парных взаимодействий

2.3. Коэффициенты углового разложения псевдопотен-циала мезогенной молекулы в приближении среднего молекулярного поля и их связь с молекулярными параметрами
3. ЭФФЕКТЫ КОНФОРМАЦИОННОЙ ПОДВИЖНОСТИ В ТЕОРИИ МЕЗОМОРФНОГО СОСТОЯНИЯ
3.1. Влияние конформационной подвижности мезогенных молекул на константу анизотропного межмолеку-лярного взаимодействия
3.2. Влияние температурной зависимости константы анизотропного межмолекулярного взаимодействия
на макроскопические свойства мезофазы
3.3. Специфическое стерическое отталкивание, обусловленное конформационной подвижностью концевых фрагментов мезогенных молекул
4. ВЛИЯНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ЛОКАЛЬНОЙ СИММЕТРИИ И БЛИЖНЕГО
ПОРЯДКА НА МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕЗОФАЗЫ
4.1. Псевдопотенциал мезогенной молекулы с учетом локальной цилиндрической симметрии нематической мезофазы
4.2. Параметры ориентационного порядка в нематической мезофазе, образованной центросимметричными молекулами
4.3. Ориентационное упорядочение в нематической мезофазе, образованной нецентросимметричными молекулами
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность темы. Одной из важных и интересных областей науки, связанной с конденсированным состоянием вещества, является физика жидких кристаллов. Это обусловлено значительным интересом к их практическому применению в современной технике, а также широкому использованию в качестве модельных систем при изучении различных физических явлений.
При этом все более актуальной становится задача поиска мезоморфных систем с заданными макроскопическими свойствами. Для этого необходима система теоретических представлений, связывающих параметры структуры конкретных мезогенных молекул со свойствами образуемых ими мезофаз. Решение этой задачи идет по пути обобщения эмпирических закономерностей, накапливаемых в результате практической работы химиков-синтетиков, и разработки адекватной молекулярно-статистической теории жидких кристаллов. Успехи в области получения новых жидкокристаллических материалов достигнуты главным образом благодаря первому из указанных направлений. В то же время развитие молекулярно-статистической теории встречается с трудностями, обусловленными сложностью строения мезогенных молекул и жидкостным характером мезоморфного состояния. В рамках относительно строгих подходов удается описать лишь системы, в которых мезогенные молекулы моделируются простейшими геометрическими объектами типа стержней или анизотропных сфер; попытки учесть те или иные особенности структуры реальных молекул наталкиваются на значительные вычислительные трудности. Таким образом, ощущается острая необходимость в разработке приближенных методов и подходов, которые позволили бы моделировать те или иные элементы реальной структуры молекул и исследовать их влияние на макроскопические свойства мезофазы.

так и для стерического отталкивания.
2.2. Универсальные межмолекулярные взаимодействия в мезофазе. Метод эффективных парных взаимодействий (ЭГВ)
Энергия универсальных межмолекулярных взаимодействий в приближении ЭПБ записывается в виде
где ҐІ - радиус-вектор взаимодействующего центра в і -ой молекуле, Гу - расстояние между взаимодействующими центрами, определяемое согласно (2.4), Г - межмолекулярный вектор, дсг)- пространственная функция распределения взаимодействующих центров в молекуле, -иХГу) - энергия ЭПВ центров
Аддитивный характер энергии межмолекулярного взаимодействия в методе ЭПВ обусловлен тем, что из-за значительной крутизны зависимости энергий универсальных межмолекулярных взаимодействий в области расстояний, соответствующих минимувзаимодействующих центров может стать доминирующим.
Используя технику двухцентрового разложения, описанную
(2.12)
в молекулах <■ и у
му потенциальной энергии, вклад в (5у от той или иной пары
ранее, можно представить (5л* в виде
(2.13)