Анизотропия свойств нематиков

Для измерения вязкости являющихся жидкостями нематиков пригодны все методы, применяемые при работе с обычными жидкостями и перечисленные, например, в [28]. Вследствие простоты наибольщее распространение получили методы, связанные с измерением времени протекания НЖК по капилляру при заданной скорости сдвига. Оказалось, что из-за анизотропии измеряемая величина вязкости чувствительна к большому количеству параметров, не всегда принимаемых во внимание в обычной вискозиметрии. Это — скорость сдвига, ориентация молекул на стенках капилляра, внешнее магнитное или электрическое поле, изменение которых приводит к изменению эффективной вязкости вследствие изменения ориентации молекул в потоке. Поток может стать неоднородным даже при очень малых скоростях сдвига при определенном соотношении коэффициентов Лесли. В то же время анизотропия свойств НЖК приводит к возможности использования иных методов регистрации вязкости, например, различных оптических и емкостных. Вязкость является комплексной частью модуля сдвига, поэтому для ее измерения могут применяться ультразвуковые методы. Наличие анизотропии распространения и поглощения ультразвука приводит к отличию значений вязкости, измеряемых ультразвуковым и капиллярным методами. К ультразвуковому методу примыкает определение коэффициентов вязкости НЖК при измерении спектра неупругого рассеяния света на приповерхностных волнах. [c.18]

Переход Фредерикса. Характер влияния внешнего поля на нематик зависит от ряда параметров. Например, знака диэлектрической анизотропии Ае, деформационных модулей упругости нематика (нематик, как говорилось выше, подобно кристаллу и в отличие от жидкости обладает отличными от нуля деформационными модулями упругости), характера сцепления молекул нематика с поверхностями ячейки, геометрии опыта. Замечательным свойством переориентации структуры нематика под действием внешнего поля является пороговый (по полю) характер изменения структуры в поле, перпендикулярном поверхностям ячейки при планарной исходной ориентации нематика. Это означает, что в полях меньше критического изменения структуры нематика не происходит. И только по достижении критической величины поля структура нематика начинает претерпевать изменения. Сам же характер изменения таков, что непосредственно выше критического поля Ес эти изменения малы, однако быстро нарастают по мере превышения полем критического значения. [c.44]

Вязкоупругие свойства жидкого кристалла характеризуются набором модулей упругости Кц и коэффициентов вязкости уь определяющих свойства однородного жидкого кристалла. Эти параметры в сочетании с анизотропией магнитной и диэлектрической восприимчивостей Дх и Ае определяют характер изменений в жидком кристалле при внещних воздействиях. Для полипептидных жидких кристаллов Ах и Ае положительны по знаку. Следовательно, в достаточно сильном магнитном (электрическом) поле жидкий кристалл макроскопически однородно ориентирован так, что продольные оси спиральных макромолекул параллельны направлению поля. Очевидно, что такая упорядоченность нарушает холестерическую макроструктуру, характерную для жидкого кристалла ПБГ в отсутствие внешнего поля. Фактически такой структурный переход от холестерика к нематику используется во многих технических устройствах благодаря удобству контроля за переходом и позволяет определить критическую величину поля, индуцируюш его такой переход. Индуцированный полем переход был открыт в лиотропных системах при изучении молекул растворителя методом ЯМР-опектроскопии [32—34]. Позднее этот лереход изучался методами ЯМР [35], инфракрасного дихроизма 4], оптических исследований [36], магнитной восприимчивости [37] и импульсной лазерной техники [38]. Переход можно также наблюдать при измерениях шага холестерической спирали как функции напряженности лоля. На рис. 11 показана зависимость относительного шага [c.198]

Для некоторых веществ анизотропия удельной электропроводности изменяет свой знак. Так, для п-октилоксибензойной кислоты она проходит через нуль при температуре 146 °С, что связано со структурными особенностями мезофазы. Текстурные наблюдения показывают, что при этой температуре происходит переход нематической фазы в смектическую. Как правило, у нематиков увеличение длины алкильной цепи изменяет положительную анизотропию проводимости на отрицательную, что обычно связывают с возрастанием тенденции к образованию молекулярных комплексов. Этому способствует усиление межмолекулярного взаимодействия вследствие увеличения поляризуемо сти молекул. В области фазового перехода практически всегда наблюдается скачок проводимости. Это явление часто связывают с анизотропией магнитной восприимчивости и электронной поляризуемости. Величины изменения магнитной восприимчивости и электронной поляризуемо сти тесным образом связаны с молекулярными свойствами ЖК, изучение которых открывает дальнейшую перспективу для применения жидкокристаллических веществ. [c.233]

Используются также смеси нематогена X с молекулами У различной формы. Например, межъядерное расстояние у молекулы можно измерить точно с помощью ЯМР, если растворитель X является нематиком (см. [7]). Далее, если У — хиральная молекула. она закручивает нематик, превращая его в холестерик. Это приводит к новому виду поляриметрии, причем хиральное растворенное вещество У исследуется не по оптическим свойствам его собственных молекул, а по искажениям дальнего порядка, которые оно вызывает у растворителя X [56]. Во многих случаях представляет интерес усиление определенного свойства (такого, как магнитная анизотропия или проводимость) нематической фазы X при добавлении подходящего растворенного вещества У. [c.71]

Диэлектрические свойства типичных нематиков ПАЛ пМББА с отрицательной диэлектрической анизотропией исследованы в работах [90 —92 ].— При.ч. ред. [c.114]

Другим ванлным электрическим свойством является статическая электропроводность. Она обычно мала (как правило, в интервале 10 —10 Ом -см ) и анизотропна анизотропию о измерил довольно давно Сведберг [59, 60]. В большинстве нематиков, изученных до настоящего времени, стц несколько больше [61]. Для обычных образцов МББА [c.222]

Вязкоупругие свойства жидкого кристалла характеризуются набором модулей упругости Кц и коэффициентов вязкости уь определяющих свойства однородного жидкого кристалла. Эти параметры в сочетании с анизотропией магнитной и диэлектрической восприимчивостей Ах и Ае определяют характер изменений в жидком Кристалле при внешних воздействиях. Для полипептидных жидких кристаллов Ах и Де положительны по знаку. Следовательно, в достаточно сильном магнитном (электрическом) поле жидкий кристалл макроскопически однородно ориентирован так, что продольные оси спиральных макромолекул параллельны направлению поля. Очевидно, что такая упорядоченность нарушает холестерическую макроструктуру, характерную для жидкого кристалла ПБГ в отсутствие внешнего поля. Фактически такой структурный переход от холестерика к нематику иопользуется во многих технических устройствах благодаря удобству контроля за переходом и позволяет определить критическую величину поля, индуцируюш< о такой переход. Индуцированный полем переход был открыт в лиотропных системах при изучении молекул растворителя методом [c.198]

ЖИДКОМ кристалле [66, 134, 135]. В то время как статические свойства (модули зшрутости Ki и /Сз) оказались близки к свойствам низкомолекулярного жидкого кристалла, гидродинамическое поведение напоминало свойства обычных полимерных расплавов. Время отклика т и коэффициент вращательной вязкости были на несколько порядков выще, чем их значения для низкомолекулярных жидких кристаллов. Анализ данных в рамках гидродинамической модели Брохарда [89] показал, что полимерная цепь должна иметь несферическую конформацию, причем анизотропия цепи, определяемая отношением радиусов инерции R /Rf,, должна быть достаточно большой для того, чтобы ее можно было измерить методом малоуглового рассеяния. При проверке справедливости такой интерпретации [136] для разбавленных растворов полимеров (V) в обычном нематике методом малоуглового рентгеновского рассеяния определяли радиус инерции основной цепи в направлениях вдоль ( ц) и поперек (i ) директора. Между этими двумя значениями существовало определенное различие, причем R >R y Для полисилоксанов сходного строения (связку —СОО— заменили на группу —ООС—), но уже в расплаве значение отношения RJR -> полученное методом малоуглового нейтронного рассеяния, составляло 0,75 [137], что было близко к величине 0,73, определенной в работе [136] . Эти результаты могут служить экспериментальным доказательством вытянутой конформации цепи, предсказанной Уонгом и Уорнером [68] для нематических фаз Nil (Sa<0, Sb>0) и Nni (5л>0, Sb>0), где основная цепь в среднем располагается вдоль директора (см. гл. 2). [c.251]

Экспериментальное доказательство существования этого эф-оекта было представлено Шмидтом, Шадтом и Хельфрихом 79]. Тонкая пленка нематика МББА была гомеотропно ориентирована между двумя стеклянными пластинками. Листки алюминиевой фольги служили дистанпионаторами и одновременно электродами электрическое поле приложено вдоль оси х, нормальной к невозмущенной ориентации директора (О, О, Пг). Деформация регистрировалась с помощью оптического наблюдения нормально к пластинкам. Поскольку МББА обладает отрицательной анизотропией диэлектрических свойств, поле дополнительно стабилизирует начальную ориентацию. При этом тот [c.198]

Именно это оптическое свойство положено в основу конструкции нематической твист-ячейки [16]. Однородно ориентированный нематик с положительной анизотропией диэлектрической проницаемости помещают между двумя параллельными [c.212]

В силу того, что ион-кристаллические ассоциаты в объемной жидкости располагаются коллинеарно и эквидистантно, образуя цепочки (кластеры) ассоциатов, то в системе возникает пространственная анизотропия диэлектрических свойств и термодинамических параметров (внутриструктурного давления). На рис. 2.17 приведена вариация внутриструктурного давления в свободной полярной жидкости (осцилляции давленга на кривой сглажены) в направлении,перпендикулярном вектору нематика N ассоциата. Из рис 2.17 следует, что внутриструктурное давление в жидкости имеет два типа осцилляций, формируемых ассоциатами льдов VI и VII. Величины давлений, соответствующих критическим значениям фазообразования кристаллических структур, ограничивают области существования жидкой фазы. [c.96]