Дисклинации в нематиках

Слово нематик придумал Ж. Фридель. Оно происходит от греческого ут)) (нить) и связано с определенными нитеподобными дефектами, обычно наблюдаемыми в этих материалах. Физическая природа этих дефектов ( линейных дисклинаций ) будет обсуждаться в гл. 4. [c.20]

Таким образом, в нематике только два типа дисклинаций линейные и точечные. Хорошо установлено, что черные нити, описанные в начале этого раздела, соответствуют линиям. Они будут обсуждаться в разд. 4.2. Менее очевиден смысл ядер. Это могут быть либо точечные дисклинации, расположенные на поверхности раздела, либо линии, перпендикулярные поверхности раздела. На практике встречаются оба случая. Простой эксперимент, рассмотренный Фриделем, иногда позволяет произвести выбор между ними. Если ядро наблюдается на поверхности между нематиком и покровным стеклом, то смещают стекло в его плоскости. Тогда, если ядро соответствует линии, которая вначале была вертикальной, линия наклоняется и выглядит в препарате как черная нить. Обнаружено, что ядра полуцелого индекса т = 1 всегда связаны с линией, а ядра целого индекса могут быть либо линейными, либо точечными дисклинациями и в обычных материалах почти всегда относятся к последнему типу. Это будет обсуждаться в разд. 4.3. [c.150]

Общую теорию дисклинаций в нематиках без предположения о равенстве упругих постоянных построил Дзялошинский [38 ]. Он показал, чта качественная картина ориентации молекул вблизи дисклинаций сохраняется.— Прим. ред. [c.153]

Фиг. 4.7. Клиновая дисклинация 1 в нематике, параллельная стенке.

Замечание. Анизотропия линейного натяжения. Т Если принять во внимание разницу между и А, , дисклинация кручения и линейная дисклинация будут обладать различным линейным натяжением. Если анизотропия достаточно велика, это может привести к появлению угловых выступов на линии ). На практике, однако эти выступы в нематиках не видны. Угловая зависимость S, вероятно, довольно слабая. [c.164]

Общее рассмотрение устойчивости дисклинаций в нематиках провели Анисимов и Дзялошинский [41 ].— Прим. ред. [c.166]

Фиг. 4.11. Идеальная решетка точечных дисклинаций на свободной поверхности жидкого нематика. а — вид в вертикальной плоскости б — горизонтальная картина, рисунок (квадратной) одной из возможных решеток 5 — пик. Л — янка, С — седловая точка. На опыте до сих пор наблюдались только неупорядоченные точки.

Механическое кручение. Этот метод генерации линий является аналогом метода Мейера для нематиков (гл. 4). Плоская холестерическая текстура с полувитками создается между двумя полированными стеклянными пластинами. Затем резко изменяется кручение либо путем враш ения одной пластины, либо путем изменения зазора, либо комбинацией обоих процессов. В равновесном для этих новых условий состоянии оптимальное число витков обычно отличается от Превраш ение в Nt достигается нри миграции петель дисклинации. При соответствующей осторожности можно создать линии с силами /3 или 1 [80] и измерить их линейное натяжение или их подвижность. [c.321]

Дефекты в нематике. Дефектами в жидких кристаллах называют точки, линии или поверхности, на которых не определено направление директора. В связи с этим, чтобы подчеркнуть физическую сущность дефектов в жидких кристаллах и их отличие от дефектов в твердых телах, их называют термином дисклинация , который дословно означает прерывность в наклоне. Например, [c.110]

Очень поучительным оказалось применение к описанию дефектов в жидких кристаллах топологии, раздела математики, изучающего общие свойства структуры пространств. Топологический анализ показал, что истинными дефектами в нематиках являются только дефекты полуцелой силы. Это означает, что никакими непрерывными деформациями ориентации директора их нельзя свести к однородному распределению директора. Дефекты же целой силы могут вытечь в третье измерение . Это означает, что, выводя направление директора из плоскости, перпендикулярной линии дисклинации, для [c.112]

Каждый тип жидкого кристалла образует свои характерные текстуры. Д.ЛЯ нематиков - это шлрфен-текстура (рис. 12.2,д). Такой вид у нее в пOJЛяpизoвaннoм свете. Темные полосы движутся при вращении препарата и указывают участки, где директор совпадает с направлением по.ляризатора или анализатора. В светлых участках директор ориентирован произвольно, но однородно. Места же, где сходятся черные полосы, являются линейными дефектами - дисклинациями, расположенны-.ми перпендикулярно плоскости препарата. На этих линиях поле директора имеет особенности, показанные на рис. 12.2,6. [c.149]

За последние два года появились новые сведения о жидких кристаллах, и они включены в настоящее издание. Речь идет об открытии бифениловых мезогенов, предсказании и реализации сегнетоэлектричества в хиральных смектиках С, о наблюдении поверхностных дисклинаций и зонтиков и обнаружении эффектов поперечного давления в пуазейлевом течении нематиков. Я вкратце суммировал эти новые результаты и изменил изложение некоторых проблем, когда новые эксперименты давали возможность лучше понять их суть. Например, измерения величины Г р, проведенные Кентской школой, значительно прояснили природу ядер-ной релаксации в нематиках. [c.12]

Простым геометрическим процессом ), при котором в монокристалле нематика образуется замкн5 тая линейная дисклинация ( петля ), является следующий (фиг. 4.3) выберем поверхность (2), ограниченную петлей Ь. Обозначим две стороны (2) через 2" и 2 Рассмотрим молекулы, которые находятся в контакте с 2 [c.151]

Задача. Поле Н приложено горизонтально к свободной поверхности нематика. Обсудить форму поверхности, учитывая возможность появ.ления на поверхности линейных дисклинаций [7, 8]. [c.157]

Главные особенности линейных дисклинаций, находящихся на поверхности твердое тело — нематик, нашли, в частности, Клеман и Вильямс [30, 31] и совсем недавно Клеман и Ришенков [32] ). Эти линии неподвижны, и их вид часто зависит от микроскопических неоднородностей твердого тела. [c.180]

Переход при Н = Не имеет некоторые интересные термодинамические свойства. Это переход второго рода. Свободная энергия (на 1 см ) F (Н) имеет непрерывный наклон при Н = Нс- Однако в области перехода наблюдается некоторый гистерезис Например, будем исходить из области больших полей Н > Не) и предположим, что у нас имеется хороший монокристалл нематика между двумя полированными стеклянными стенками, причем оси легкого-ориентирования стенок параллельны Н. Будем постепенно уменьшать магнитное поле. Мы обнаруншм, что при Н = Не ничего не происходит. При Н несколько ниже Яс мы будем наблюдать мета-стабильную нематическую фазу [37, 38]. В несколько более низком поле начнут зарождаться петли дисклинаций и восстановится равновесный шаг спирали. В метастабильном режиме, как видно из равенства (6.50), было бы выгодно ввести в образец некоторое количество 180°-ных стенок, но граничные условия создают барьер препятствующий зарождению стенок. [c.290]

С другой стороны, между вектором с и директором нематика есть и существенные различия. ]Н[аиболее важным отличием является то, что состояния с и —с неэквивалентны. Это означает, что в шлирен-текстуре мы будем наблюдать только. линии дисклинации с целой силой. [c.330]

Если в движущемся нематике имеются неподвижные дисклинации, то в зависимости от их силы поток может притягиваться или отталкиваться дисклипацией [59] (рис. 2.1.25). Это,конечно, также приводит к изменению [c.35]

Закрученные нематики применяются в технике дисплеев [16, 18]. В отличие от режима динамического рассеяния, в котором электропроводность играет решающую роль (см. разд. 3.10), в основе действия нематической твист-ячейки лежит чисто полевой эффект. Поэтому в таких устройствах выгоднее применять высокоочищенные вещества (с низкой электропроводностью) соответственно в них и потребление энергии значительно ниже, чем в режиме динамического рассеяния, и электрохимическое разложение сведено к минимуму. Если угол поворота равен точно 90°, то реализация средой как правого, так и левого поворотов равновероятна, и формируются стенки дисклинаций. Чтобы избежать этого, нематик закручивают на угол, несколько отличный от 90°, или добавляют небольшое количество холестерика, чтобы получить нужный знак поворота по всему объему пленки. [c.214]

Как для X, так и для х ось поворота перпендикулярна оси спирали. Если ось поворота параллельна оси спирали, то получают х-дисклинации. Они могут иметь любую форму, поскольку вязкость в плоскостях холестерика (т. е. в плоскостях, нормальных оси спирали) сопоставима с вязкостью нематика. Простейший пример Х ДИСКлинаций был использован де Женом для объяснения стенок Гранжана — Кано (рис. 4.2.1). Замечательный пример винтовой х-дисклинации (силой х = —1), которая накручена на прямолинейную Х Дисклинацию (силой 5 = +1), представлен на фото 12 [51]. [c.252]

Наиболее характерными для нематика являются линейные дисклинации. Чтобы разобраться в их структуре, лучше всего проанализировать характер распределения директора в плоскости, перпендикулярной линии дисклинации. Оказывается, что в плоскости, проведенной перпендикулярно линии дисклинации, распределение директора может быть таким касательная к линиям дает локальное направление директора в точке касания. Английский ученый Франк, о котором говорилось в связи с хеорией упругости жидких кристаллов, ввел классифииа- [c.111]

Дефекты в смектике А. Характер структуры жидкого кристалла оказывается непосредственно связанным с видом несовершенств, наблюдаемых для жидкого кристалла. Так, если для нематика типичная структура дефектов— это нити — линейные дисклинации, то для смектика А—это конфокальная текстура. Различие в виде дефектов смектика по сравнению с нематиком связано со слоистой структурой смектика (рис. 19). Деформация смектика, которая могла бы привести к изменению расстояния между его слоями, требует очень большой энергии. Это означает, что она практически запрещена, а допустимыми оказываются только такие деформации структуры, которые совместимы с неизменной величиной меж-слоевого расстояния. Из требования постоянства межсло-евого расстояния вытекает, что из трех рассмотренных нами деформаций в жидком кристалле — продольного изгиба, кручения и поперечного изгиба, разрешенной в смектике А оказывается только одна, деформация поперечного изгиба. Она возникает, например, если смектические слои образуют концентрические цилиндры (рис. 35). В структуре, изображенной на рис. 35, а, линейным дефектом является ось цилиндра, так как на ней направление директора не определено. Если теперь цилиндр замкнуть в тор и нарастить его дополнительными смектическими слоями так, чтобы полностью заполнить отверстие в торе, то, помимо линии дефектов, преобразовавшейся из оси цилиндра в круговую ось тора, возникнет еще одна линия дефектов (рис. 42, б). Эта линия совпадает с прямой, являющейся осью тора. Таким образом, в [c.113]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология