Влияние давления на динамику ориентационных процессов в нематических жидких кристаллах - Автореферат

Наличие ориентационной степени свободы обусловливает уникальные свойства жидких кристаллов, связанные с высокой чувствительностью пространственного распределения ориентационной структуры нематической фазы к воздействию электрических и магнитных полей, а также к изменению давления и температуры. Обеспечивая возможность проведения исследований в автоклавных условиях, акустический метод позволяет получать информацию о величинах скорости и коэффициента поглощения ультразвука в НЖК, которые могут быть использованы для расчета анизотропных диссипативных коэффициентов и модулей упругости при изменяющихся - термодинамических параметрах состояния. C учетом задач, решаемых в настоящей работе, в качестве объектов исследования выбраны следующие жидкокристаллические соединения и смеси НЖК: 1) п-н-метоксибензилиден-п-бутиланилин (МББА), 2) п-н-бутоксибензилиден-п-бутиланилин (БББА), 3) п-н-этоксибензилиден-п-бутиланилин (ЭББА), 4) эвтектическая смесь, содержащая 2 части МББА и 1 часть ЭББА (ЖК-404), 5) смесь ЖК-440, содержащая: 1 часть п-н-бутил-п-гептаноилоксиазоксибензола (БГОАБ, ЖК-439), 2 части п-н-бутил-п-метоксиазоксибензола (БМОАБ, ЖК-434), 6) смесь (Н-96), содержащая следующие компоненты: а) п-н-бутил-п-гексилоксиазоксибензол, б) п-н-бутил-п-метоксиазоксибензол (БМОАБ, ЖК-434), в) н-бутил-п-(н-гексилоксифеноксикарбонил)-фенилкарбонат (Н-22), г) н-бутил-п-(н-этоксифеноксикарбонил)-фенилкарбонат (Н-23). Исследование МББА, как НЖК наиболее детально изученного другими методами, позволяет рассчитать параметры, характеризующие релаксационные свойства нематической фазы, а также открывает широкие возможности анализа ряда положений гидродинамических и молекулярно-статистических теорий мезофазы. Решение данной задачи включает разработку методики исследования акустических параметров НЖК в статических и меняющихся магнитных полях в условиях вариации частоты ультразвука; разработку и создание комплекса экспериментальных установок для исследования релаксационных свойств НЖК акустическим методом при изменяющихся - термодинамических параметрах состояния в статических и вращающихся магнитных полях различных индукций, а также в конических магнитных полях в условиях вариации угла между вектором индукции магнитного поля и осью вращения; исследование влияния - термодинамических параметров состояния на скорость и коэффициент поглощения ультразвука и их анизотропию; анализ влияния давления на динамику ориентационных процессов в окрестности фазовых переходов; исследование влияния термодинамических параметров состояния на анизотропные диссипативные и упругие коэффициенты НЖК, включая области полиморфных превращений; оценку границ применимости гидродинамических и молекулярно-статистических теорий нематической фазы и уточнение соотношений гидродинамики; выявление возможностей применения результатов исследования релаксационных свойств НЖК для решения прикладных задач.Приведено описание электронной части установки и конструкции оригинальной акустической камеры для исследования зависимости коэффициента поглощения ультразвука от угла между директором и волновым вектором, а также фазовой характеристики коэффициента поглощения ультразвука во вращающемся магнитном поле при высоких давлениях ( - угловая скорость вращения магнитного поля, - частота ультразвука). Время ориентационной релаксации экспоненциально возрастает при повышении давления: и уменьшается при увеличении температуры: , где - время ориентационной релаксации при давлении Па, и с - коэффициенты, зависящие от вещества и не зависящие от давления и температуры, Е - энергия активации. В асинхронном режиме изменение фазового сдвига со временем имеет сложный характер и частотный спектр фазовой характеристики анизотропии коэффициента поглощения ультразвука наряду с частотой содержит низкочастотную составляющую частотой . В коническом магнитном поле, вращающемся с угловой скоростью, меньшей критиче-коэффициента поглощения ультразвука аналогична зависимости во вращающемся магнитном поле в синхронном режиме, но анизотропия коэффициента поглощения уменьшается при уменьшении угла . При К зависимость от давления может быть описана линейным законом: где - анизотропия скорости ультразвука при атмосферном давлении, коэффициент зависит от вида ЖК и от температуры.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ларионов А.Н. Магнитоакустические явления в жидких кристаллах при изменяющихся термодинамических параметрах состояния / А.Н Ларионов, А.С. Лагунов, С.В. Пасечник // Тезисы докладов 4 Международной конференции социалистических стран по жидким кристаллам. - Тбилиси, 1981. - С. 83-84.

2. Ларионов А.Н. Акустические свойства нематической фазы, включая области полиморфных превращений / А.Н. Ларионов, В.А. Баландин, О.Я. Шмелев // Применение ультраакустики к исследованию вещества: сб. статей. - М., 1982. - Вып. 34. - С. 93-97.

3. Ларионов А.Н. Релаксационные свойства нематических фаз п-н-алкоксибензилиден-п-бутиланилинов во вращающемся магнитном поле / А.Н. Ларионов, Д.Л. Богданов, А.С. Лагунов // Журнал физической химии. - 1982. - Т. LVI, № 6. - С. 1494-1499.

4. Ларионов А.Н. Ориентационная релаксация жидких кристаллов при высоких давлениях / А.Н. Ларионов, А.С. Лагунов // Жидкие кристаллы и их практическое применение: сб. статей. - Иваново, 1982. - С. 52-59.

5. Ларионов А.Н. Акустическая вискозиметрия нематических жидких кристаллов при изменяющихся давлении и температуре / А.Н. Ларионов, В.А. Баландин, С.В. Пасечник // ЖЭТФ. - 1982. - Т. 83, № 6 (12). - С. 2121-2127.

6. Ларионов А.Н. Ориентационная релаксация жидких кристаллов в переменных магнитных полях при изменяющихся термодинамических параметрах состояния / А.Н. Ларионов, А.С. Лагунов, Д. Эргашев // Применение ультраакустики к исследованию вещества: сб. статей. - М., 1982. - Вып.33. - С. 102-111.

7. Ларионов А.Н. Ультразвуковые исследования динамических свойств жидких кристаллов во вращающемся магнитном поле / А.Н. Ларионов, А.С. Лагунов, Э.В. Геворкян // Тезисы докладов пятой конференции социалистических стран по жидким кристаллам. - Одесса, 1983. - Т. 1, ч. 2. - С. 48-49.

8. Ларионов А.Н. Акустические свойства жидких кристаллов в переменных магнитных полях при изменяющихся Р, Т - термодинамических параметрах состояния / А.Н. Ларионов, А.С. Лагунов, Д. Эргашев // Тезисы докладов Х Всесоюзной акустической конференции. - М., 1983. - С. 56-59.

9. Ларионов А.Н. Влияние давления на релаксационные свойства п-н-бутоксибензилиден-п-бутиланилина в области фазового перехода нематический-смектический A жидкий кристалл / А.Н. Ларионов, А.С. Лагунов //Журнал физической химии. - 1983. - Т. 57, № 7. - С. 1657-1662.

10. Ларионов А.Н. Анизотропное распространение ультразвука в нематической фазе бутоксибензилиден- бутиланилина при изменяющихся термодинамических параметрах состояния / А.Н. Ларионов, В.А. Баландин, С.В. Пасечник // Акустический журнал. - 1983. - Т. XXIX, № 1. - С. 1-4.

11. Ларионов А.Н. Акустические исследования нематических жидких кристаллов во вращающемся магнитном поле под давлением / А.Н. Ларионов // Ультразвук и термодинамические свойства вещества: сб. статей. - Курск, 1984. - С. 217-221.

12. Dynamic properties of liquid crystals in rotating magnetic field under high pressure / A.N. Larionov [et al.] // 10-th International liquid crystal conference. - Abstracts. United Kingdom. (York), - 1984. - P. 23.

13. Ларионов А.Н. Влияние давления на акустические свойства жидких кристаллов в ротационных магнитных полях / А.Н. Ларионов, А.С. Лагунов // Акустический журнал. - 1984. - Т. ХХХ, вып. 3. - С. 344-351.

14. Etude acoustique de cristaux liquides sous champ magnetique pour differentes temperatures et pressions / A.N. Larionov [et al.] // Journal de Physique (Fr). - 1984. - V. 45, № 3. - P. 441-449.

15. Ларионов А.Н. Ультразвук и динамические свойства жидких кристаллов в статических и переменных магнитных полях / А.Н. Ларионов, А.С. Лагунов, М.М. Анисимов // Тезисы докладов V Всесоюзной конференции «Жидкие кристаллы и их практическое использование». - Иваново, 1985. - T. 2, кн. 2. - С. 52.

16. Ларионов А.Н. Ультразвук и динамические свойства жидких кристаллов в асинхронном режиме вращающегося магнитного поля / А.Н. Ларионов, А.С. Лагунов, Э.В. Геворкян // Жидкие кристаллы: сб. статей. - Иваново, 1985. - С. 56-61.

17. Ларионов А.Н. Релаксационные свойства жидких кристаллов в асинхронном режиме вращения магнитного поля /А.Н. Ларионов, С.В. Дедов, Н.Н. Ларионова // Сборник научных трудов Губкинского филиала МГОУ. - 1996. - № 10. - С. 12-14.

18. Ларионов А.Н. Ориентационная релаксация в растворе нематических жидких кристаллов / А.Н. Ларионов, А.С. Лагунов // Журнал физической химии. - 1986. - T. LX, № 9. - С. 2206-2211.

19. Ларионов А.Н. Ультразвук и релаксационные свойства нематических жидких кристаллов во вращающемся магнитном поле / А.Н. Ларионов // Ультразвук и термодинамические свойства вещества: сб. статей. - Курск, 1987. - С. 97-101.

20. Ларионов А.Н. Релаксационные свойства нематических жидких кристаллов при изменяющихся Р, Т - термодинамических параметрах состояния / А.Н. Ларионов, А.С. Лагунов, С.В. Дедов // Ультразвук и термодинамические свойства вещества: сб. статей. - Курск, 1998. - С. 99-106.

21. Ларионов А.Н. Ультразвук и ориентационная релаксация в НЖК при высоких давлениях / А.Н. Ларионов, Д.Л. Богданов, А.С. Лагунов // Тезисы докладов 6-й Всесоюзной конференции «Жидкие кристаллы и их практическое применение». - Чернигов, 1988.

22. Ларионов А.Н. Релаксационные свойства жидкокристаллических растворов n-алкоксибензилиден-n-н-бутиланилинов в статическом магнитном поле / А.Н. Ларионов, А.С. Лагунов, Д.Л. Богданов // Журнал физической химии. - 1988. - T. LXII, № 3. - С. 726-734.

23. Ларионов А.Н. Релаксационные свойства НЖК в области фазового перехода N-SA при высоких давлениях / А.Н. Ларионов, А.С. Лагунов, Д.Л. Богданов // Тезисы докладов XI Всесоюзной акустической конференции. - М., 1991. - С. 97-100.

24. Ларионов А.Н. Акустические исследования динамики ориентационных процессов в нематических жидких кристаллах в конических и вращающихся магнитных полях / А.Н. Ларионов, Ю.Ф. Мелихов, О.А. Тиняков // Ультразвук и термодинамические свойства вещества: сб. статей. - Курск, 2002. - Вып. 28. - С. 55-62.

25. Динамика ориентационных процессов в нематических жидких кристаллах в асинхронном режиме / А.Н. Ларионов [и др.] // Тезисы докладов научной конференции. ВВАИУ. Секция 7: «Реология жидких кристаллов». - Воронеж, 1997. - С. 280-281.

26. Установка для исследования распространения ультразвука в нематических жидких кристаллах во вращающемся магнитном поле / А.Н. Ларионов [и др.] // Тезисы докладов III Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерений физических величин». - Н. Новгород, 1998. - Ч. II. - С. 22.

27. Ларионов А.Н. Особенности применения жидких кристаллов в радиоэлектронных устройствах / А.Н. Ларионов, К.А. Маковий, С.В. Дедов // Материалы IV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация и связь». - Воронеж, 1998. - Т. 3. - С. 1549-1555.

28. Ларионов А.Н. Определение скорости ультразвука при изменяющихся температуре и давлении / А.Н. Ларионов, В.В. Волков, К.А. Маковий // Тезисы докладов III научной конференции «Методы и средства измерения физических величин». - Н. Новгород, 1998. - Ч. 2. - С .23.

29. Ларионов А.Н. Метод определения коэффициента поглощения ультразвука в автоклавных условиях / А.Н. Ларионов, В.В. Волков, В.Г. Кружков //Тезисы докладов III Всероссийской конференции «Методы и средства измерения физических величин». - Н. Новгород, 1998. - Ч. 2. - С. 25.

30. Ларионов А.Н. Компьютерная система акустических измерений в жидких кристаллах / А.Н. Ларионов, В.В. Волков, О.В. Волков // Тезисы докладов I Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве». - Н. Новгород, 1999. - Ч. XV. - С. 24.

31. Ультразвуковые исследования поведения нематических жидких кристаллов в переменных магнитных полях / А.Н. Ларионов [и др.] // Тезисы докладов IV Всероссийской научной конференции ВВАИУ. Секция 7: «Реология жидких кристаллов». - Воронеж, 1999. - С. 304-305.

32. Акустические исследования динамики ориентационных процессов в жидких кристаллах в ротационных магнитных полях / А.Н. Ларионов [и др.] // Межвузовский сборник научных трудов. - Воронеж, 1999. - Ч. 1. - С. 104-108.

33. Влияние давления и температуры на ориентационную релаксацию в растворе нематических жидких кристаллов / А.Н. Ларионов [и др.] // Двенадцатая зимняя школа по механике сплошных сред РАН: тез. докл. - Пермь, 1999. - С. 210.

34. Ларионов А.Н. Оптимизация корреляционного метода исследований скорости ультразвука в жидких кристаллах / А.Н. Ларионов, В.В. Волков, К.А. Маковий // Тезисы докладов I Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве». - Н. Новгород, 1999. - Ч. XV. - С. 25.

35. Anisotropy of ultrasonic velocity in LC at high pressures / A.N. Larionov [et al.] // Abstracts of European conference on liquid crystals. - Hersonissos (Crete. - Grece), 1999. - P 1-091.

36. Ультразвук и упругость нематических жидких кристаллов / А.Н. Ларионов [и др.] // Тезисы докладов IV Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерения физических величин». - Н. Новгород, 1999. - Ч. 2. - С. 5.

37. Исследование релаксационных свойств нематических жидких кристаллов в переменных магнитных полях / А.Н. Ларионов [и др.] // Материалы третьей Всероссийской научной конференции «Методы и средства измерений». - Н. Новгород, 2001. - С. 9.

38. Измерение скорости ультразвука в жидких кристаллах / А.Н. Ларионов [и др.] // Тезисы докладов V Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерения физических величин». - Н. Новгород, 2000. - Ч. 1. - С. 18.

39. Anisotropic propagation of ultrasound in nematic liquid crystal mixtures oriented by magnetic field / A.N. Larionov [et al.] // Abstracts of the 18-th International liquid crystals conference. - (Japan) - 2000. - 24E-6-P.

40. Поглощение ультразвука в смесях нематических жидких кристаллов в статических и вращающихся магнитных полях / А.Н. Ларионов [и др.] // Сб. трудов Х сессии Российского акустического общества. - М., 2000. - Т. 2. - С. 142-145.

41. Ultrasonic investigation of viscous properties of nematic liquid crystal mixtures at high pressure / A.N. Larionov [et al.] //Abstracts of the 18-th International conference. - (Japan), 2000. - 26D-100-P.

42. Акустические исследования вращательной вязкости НЖК при постоянном объеме / А.Н. Ларионов [и др.] // Тезисы докладов II Всероссийской научно-технической конференции «Методы с средства измерений». - Н. Новгород, 2000. - Ч. 1. - С. 14.

43. Вязкость нематических жидких кристаллов / А.Н. Ларионов [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Физика. Математика. - Воронеж, 2001. - Вып. 1. - С. 46-50.

44. Исследование релаксационных свойств нематических жидких кристаллов в переменных магнитных полях / А.Н. Ларионов [и др.] // Материалы третьей Всероссийской научной конференции «Методы и средства измерений». - Н. Новгород, 2001. - С. 9.

45. Ларионов А.Н. Акустические исследования релаксационных свойств жидких кристаллов при изменяющихся Р, Т - термодинамических параметрах состояния / А.Н. Ларионов, С.В. Дедов, В.И. Кашников // Перспективные методы исследования физико-химических свойств вещества: сб. статей. - Курск, 2001. - С. 20-24.

46. Анизотропия скорости ультразвука и упругость смесей нематических жидких кристаллов при высоких давлениях / А.Н. Ларионов [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Физика. Математика. - Воронеж, 2001. - Вып. 2. - С. 29-32.

47. Ультразвуковые исследования вязкоупругих свойств жидких кристаллов при высоких давлениях / А.Н. Ларионов [и др.] // Материалы 3 Всероссийской научной конференции «Методы и средства измерений». - Н. Новгород, 2001. - С. 10.

48. Об акустической и диэлектрической релаксации в нематических жидких кристаллах / А.Н. Ларионов [и др.] // Сборник трудов XI сессии Российского акустического общества. - М., 2001. - Т. 1. - С. 19-23.

49. Ларионов А.Н. Скорость ультразвука и упругость жидких кристаллов при высоких давлениях / А.Н. Ларионов, Н.Н. Ларионова, А.А.Максимов // Перспективные методы исследования физико-химических свойств веществ: сб. статей. - Курск, 2001. - С. 25-29.

50. Акустические исследования жидких кристаллов в пространственно-переменных магнитных полях / А.Н. Ларионов [и др.] // Материалы VIII Международной конференции «Радиолокация, навигация и связь». - Воронеж, 2002. - Т. 3. - С. 2230-2235.

51. Релаксационные свойства жидких кристаллов во вращающихся и конических магнитных полях / А.Н. Ларионов [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Физика. Математика. - Воронеж, 2002.- Вып. 1.-С. 47-51.

52. Акустические исследования динамики ориентационных процессов в нематических жидких кристаллов в коническом магнитном поле / А.Н. Ларионов [и др.] // Тезисы докладов V Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерений». - Н. Новгород, 2002. - С. 36.

53. Вязкоупругие свойства жидких кристаллов / А.Н. Ларионов [и др.] // Материалы I Всероссийской конференции «Фагран». - Воронеж, 2002. - С. 327.

54. Установка для изучения ориентационной релаксации в нематических жидких кристаллах / А.Н. Ларионов [и др.] // VII Всероссийская научно-техническая конференция «Методы и средства измерений». - Н. Новгород, 2003. - С. 8.

55. Investigation of relaxation properties of nematic phase under changeable state parameters / A.N. Larionov [et al.] // 20-th International liquid crystal conference. - Abstracts. - (Lubliana), 2004. - MAC-P043.

56. Larionov A.N. Viscous properties of nematic mixture at variation of PVT-state parameters / A.N. Larionov, N.N. Larionova, S.V. Pasechnik // Molecular Crystals and Liquid Crystals. - 2004. - V. 409. - P. 459-466.

57. Ультразвук и вращательная вязкость нематических жидких кристаллов / А.Н. Ларионов [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Физика. Математика. - Воронеж, 2006. - Вып. 1. - С. 51-58.

58. Вращательная вязкость и динамика ориентационных процессов в жидких кристаллах в меняющихся магнитных полях / А.Н. Ларионов [и др.] // Вестник Костромского Госуниверситета им. Н.А. Некрасова. - Кострома, 2006. - Вып. 1. - С. 27-32.

59. Ultrasonic properties of nematics in conic rotating magnetic field / A.N. Larionov [et al.] // 21 International liquid crystal conference. Abstracts. - (Colorado), 2006. DYNAP-48.

60. Ультразвук и поведение жидких кристаллов в конических магнитных полях / А.Н. Ларионов [и др.] // «Ультразвук и термодинамические свойства вещества»: сб. статей. - Курск, 2005. - С. 9-17.

61. Larionov A.N. Relaxation processes in liquid crystal mixtures with wide nematic range / A.N. Larionov, S.V. Pasechnik, N.N. Larionova // 21 International liquid crystal conference. - Abstracts. - (Colorado), 2006. - DYNAP-47.

62. Ларионов А.Н. Акустические исследования релаксационных свойств нематических жидких кристаллов / А.Н. Ларионов, В.В. Чернышев, Н.Н. Ларионова. // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Физика. Математика. - Воронеж, 2007. - Вып. 1. - С. 16-22.

Размещено на .ru