Акустические и электрофизические свойства ориентированных магнитным полем жидких кристаллов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

Кашицын Александр Станиславович

АКУСТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОРИЕНТИРОВАННЫХ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ

01.04.07 - физика конденсированного состояния

* л

I ^ ['Г Г — п

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Нижний Новгород - 2009

003482884

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Шуйский государственный педагогический университет»

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Богданов Дмитрий Леонидович

доктор химических наук, профессор Разумовская Ирина Васильевна

доктор технических наук, профессор Годлевский Владимир Александрович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Московский государственный

университет приборостроения и информатики»

Защита состоится 9 декабря 2009 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.166.01 по присуждению ученой степени доктора физико-математических наук в ГОУ ВПО «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского» по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

ГОУ ВПО «ННГУ им. Н.И. Лобачевского»

Автореферат разослан октября

2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д, ф.-м. н., проф.

А.И. Машин

Общая характеристика работы

Актуальность. Современный этап развития исследований конденси-рованньгс сред характеризуется повышенным интересом к технологическому использованию разнообразных свойств микро и наноструктур. Обычно для решения этой задачи используются современные методы локальной диагностики, которые базируются на изучении взаимодействия микрочастиц или коротковолнового электромагнитного излучения с объектом исследования. Информацию чаще всего получают из приповерхностных областей или от объектов в виде тонких пленок.

Возможности нелокальных методов диагностики структурных особенностей и динамических характеристик конденсированных сред, в которых возможно образование молекулярных агрегатов различной природы и пространственного масштаба, изучены значительно в меньшей степени. Исследование материалов, способных к образованию мезофаз различного типа симметрии, является одним из возможных направлений исследований такого плана. Жидкие кристаллы (ЖК), занимающие промежуточное положение между изотропными жидкостями и анизотропными твердыми кристаллическими телами, дают уникальную возможность апробации нелокальных методик для установления локальных характеристик молеку-лярно структурированных сред.

Чаще всего мезогенные материалы исследуются методом поляризационной микроскопии, в основе которого лежит сопоставление вида оптических картин и типа симметрии расположения молекул или молекулярных агрегатов в тонком слое препарата. Фазовые переходы в этом случае регистрируются по динамике изменения наблюдаемых текстур. Изучение оптических картин при воздействии магнитного поля затруднительно, так как в этом случае ограничивающие жидкий кристалл поверхности всегда оказывают влияние на ориентацию молекул препарата.

Ультразвуковые методы позволяют получать информацию от объемных образцов в условиях, когда влиянием ограничивающих поверхностей можно пренебречь. На основе экспериментального измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука могут быть определены упругие параметры и коэффициенты вязкости, которые связаны с молекулярными характеристиками и межмолекулярным взаимодействием.

Динамические свойства среды характеризуют дисперсия звука и зависящие от частоты колебаний коэффициенты объемной вязкости, которые могут быть определены только акустическими методами. Для изучения вязкоупругих свойств мезофаз в магнитном поле экспериментальные методики, применяемые для изотропных жидкостей, необходимо модифицировать. Экспериментальный материал, полученный акустическими методами, относится к ограниченному кругу мезогенов. Таким образом, имеющиеся экспериментальные данные, являются недостаточно полными для

решения задачи об установлении закономерностей мезоморфизма, структурных особенностей и динамических характеристик этих веществ.

Известно, что термотропный мезоморфизм могут проявлять соединения, относящиеся к различным классам веществ. Так некоторые представители ряда фениловых эфиров оксибензойной кислоты и некоторые вещества класса азометинов способны проявлять термотропные мезофазы различного типа симметрии. Исследование этих объектов акустическими методами позволяет получить дополнительную информацию о параметрах, входящих в различные теоретические модели, и на этой основе сделать выводы о закономерностях мезоморфного состояния. Акустические измерения позволяют получить важную информацию о процессах фазовых превращений и о закономерностях воздействия магнитного поля на упорядоченность молекул ЖК.

Вопрос о необходимости изучения свойств лиотропных мезогенных систем приобрел особую актуальность после установления влияния фазового состояния ряда биологических структур и сред на некоторые физиологические процессы. Анизотропные свойства таких систем возникают в результате объединения молекул в анизометричные надмолекулярные агрегаты размера порядка 3... 100 нм. Вязкоупругие свойства и динамические характеристики таких систем, а также влияние магнитного поля на упорядоченность надмолекулярных агрегатов мало изучены.

Электрофизические характеристики, так же, как и акустические параметры, оказываются чувствительными к типу молекулярной упорядоченности мезофаз и могут быть отнесены к методам нелокальной диагностики. Механизмы диэлектрической поляризации и распространения упругих колебаний имеют релаксационную природу. Совместное использование таких методик позволяет получить дополнительные сведения о динамических и структурных особенностях мезогенов различного типа симметрии.

Большинство существующих в настоящее время теоретических моделей описания вязкоупругих свойств ЖК являются феноменологическими и не позволяют установить взаимосвязь между макроскопическими параметрами и микроскопическими характеристиками мезофаз различного типа симметрии. Выводы разработанных теорий требуют экспериментальной проверки, а для объяснения некоторых экспериментальных фактов требуется разработка соответствующих математических моделей. В частности, это относится к вопросу о воздействии магнитного поля на ориентацион-ную структуру слоя смектической С (Бс) фазы.

Поиск общих закономерностей мезоморфизма, установление взаимосвязи макроскопических свойств и микроскопических параметров, получение информации о молекулярных потенциалах, приводящих к структурированию систем на молекулярном уровне, являются актуальными направлениями развития теории и практики в области жидких кристаллов.

Цель работы - выявление закономерностей мезоморфизма ориентированных магнитным полем жидких кристаллов акустическими и электрофизическими методами.

Задачи:

1. Определение характера температурно-частотных зависимостей акустических параметров в изотропной (I), нематической (К) и смектиче-ских (5) фазах термотропных мезогенов различных классов веществ.

2. Установление закономерностей изменений акустических параметров термотропных мезогенов в окрестности фазовых превращений.

3. Интерпретация экспериментальных результатов в рамках известных теоретических моделей.

4. Разработка и экспериментальная проверка модели воздействия магнитного поля на смектическую С (Бс) фазу.

5. Определение динамических характеристик процессов, ответственных за акустическую и диэлектрическую релаксацию в мезофазах различного типа симметрии.

6. Установление закономерностей поведения скорости и коэффициента поглощения ультразвука в гетерогенных мезогенных системах различной природы.

7. Разработка датчика переменного давления на основе ЖК и определение его рабочих характеристик.

Объекты исследования. В качестве объектов исследования выбраны мезогены, обладающие полимезоморфными свойствами, принадлежащие к различным классам веществ и не исследованные ранее акустическими и электрофизическими методами:

1. Производные ряда фениловых эфиров оксибензойной кислоты: 4-н-гексилоксифениловый эфир 4-н-децилоксибензойной кислоты (Н-115); 4-н-бутилоксифениловый эфир 4'-н-нонилоксибензойной кислоты (Н-134), 4-н-гексилоксифениловый эфир 4'-н-октилоксибен-зойной кислоты (Н-114).

2. Бинарные системы на основе термотропных мезогенов Н-114 и Н-115.

3. Производные класса азометинов: 4-н-пентилоксибензилиден-4'-н-гексиланилин (ПБГА); 4-н-пентилоксибензилиден-4'-н-пентиланилин

(ПБПА).

4. Соединения класса нитроазоксибензола: 4-н-бутаноилокси-4'-нитроазоксибензол (БНБ) и 4-н-каприноилокси-4'-нитроазоксибензол (КНБ).

5. Лиотропные системы на основе производных фталоцианина меди -СиФц(4-С00Н)4-Ш40Н-Н20, СцФц (4-803Н)4-Ш40Н-Н20;

6. Мицеллярная система - децилсульфат натрия (ДС№) - деканол -Ыа2804-Н20. .

7. Термотропный мезоген, имеющий дискообразную форму молекул -

2,3,5,6-тетра-н-гептаноилоксигидрохинон (ТГОГХ).

Методы исследования - экспериментальные методы молекулярной акустики, методы измерения диэлектрической проницаемости, оптическая поляризационная микроскопия; математическое и компьютерное моделирование, математическая статистика.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением апробированных методик измерения акустических и электрофизических параметров, применением статистических методов обработки результатов эксперимента, удовлетворительным соответствием экспериментальных данных известным теоретическим моделям и данным, полученным другими исследователями.

Научная новизна:

1. Установлен характер и проведена интерпретация температурных и частотных зависимостей акустических параметров мезогенов - производных ряда фениловых эфиров оксибензойной кислоты и вещества класса азометинов, включая области фазовых превращений.

2. Разработана модель отклика ориентационной структуры смектиче-ской С фазы на воздействие магнитного поля, основные выводы которой были подтверждены экспериментально для 8С фазы Н-115.

3. Получены температурные зависимости акустических параметров лио-тропных мезогенных систем - растворов производных фталоцианина меди и мицеллярной системы на основе децилсульфата натрия.

4. Установлены закономерности изменения акустических параметров бинарных систем термотропяых мезогенов ряда эфиров оксибензойной кислоты по линии переходов нематической фазы в смектические А и С фазы.

5. Выявлены закономерности температурно-частотного поведения главных значений тензора диэлектрической проницаемости производных фениловых эфиров оксибензойной кислоты, представителей класса азометинов, производных нитроазоксибензола, включая области фазовых превращений, и установлена корреляция времен акустической и диэлектрической релаксации в нематической фазе Н-115 и Н-134.

Практическая ценность: 1) Создан измерительно-вычислительный комплекс, оснащенный системой автоматизации проведения измерений акустических параметров анизотропных жидкостей. 2) Разработаны алгоритмы функционирования и пакет прикладных программ для акустического измерительно-вычислительного комплекса. 3) Предложен способ расчета дифракционных полей плоского акустического излучателя и компьютерная программа для его реализации. 4) Разработана конструкция акустической камеры, позволяющая проводить измерения угловых зависимо-

стей акустических параметров в смектических фазах без термоциклирова-ния образца. 5) Предложена конструкция датчика переменного давления на основе оптических свойств нематической фазы. 6) Разработаны методические материалы и экспериментальные установки для лабораторного физического спецпрактикума.

Положения, выносимые на защиту:

1. Особенности температурных и частотных зависимостей акустических параметров ориентированных магнитным полем мезофаз производных ряда фениловых эфиров оксибензойной кислоты и представителей класса азометинов.

2. Интерпретация экспериментальных данных о критической динамике фазовых переходов изотропная жидкость - нематик (I—N), нематик -смектикЛ (N-Sa), смектикС - смектикС (SA-SC), смектикС- смектикС (Sc-Sg) для мезогенов, относящихся к различным классам веществ.

3. Модель отклика ориентационной структуры Sc фазы на воздействие магнитного поля и результаты ее экспериментальной проверки.

4. Особенности температурных зависимостей скорости и коэффициента поглощения ультразвука в лиотропных мезогенных системах.

5. Закономерности поведения коэффициента поглощения ультразвука в бинарных системах на основе термотропных мезогенов ряда эфиров оксибензойных кислот по линии фазовых переходов, имеющей тройную NAC точку.

6. Взаимосвязь динамических характеристик акустической и диэлектрической релаксации в нематической фазе Н-115.

Личный вклад автора. Лично автору принадлежат: выбор направления работы; постановка цели и задач; методология и программа исследований; разработка конструкций нестандартных узлов и элементов измерительных приборов; разработка программного обеспечения для автоматизации эксперимента по определению акустических параметров мезогенных соединений; непосредственное проведение и координация всех экспериментов; анализ экспериментальных данных; проверка математических моделей; проведение вычислительных экспериментов; установление основных закономерностей; формулировка выводов. Построение математической модели отклика ориентационной структуры смектической С фазы на воздействие магнитного поля выполнено в соавторстве.

Апробация результатов работы проведена на следующих международных, всесоюзных, всероссийских конференциях, симпозиумах, совещаниях, семинарах: 5-я всес. конф. "Жидкие кристаллы и их практическое использование" (Иваново, 1985); 9 межвуз. сем. по органическим полупроводникам (Горький, 1985); II всес. совещ. "Надмолекулярная структура

и электрооптика жидких кристаллов" (Львов, 1986); всес. конф. "Химия и применение неводных растворов" (Иваново, 1986); X межвуз. сем. по органическим полупроводникам (Горький, 1986); VI всес. конф. "Жидкие кристаллы и их практическое использование" (Чернигов, 1988); 8th Liquid crystal conf. of socialist countries (Krakow, Poland, 1989); European liquid crystal conf. (Courmayeur, Italy, 1991); Summer European liquid crystals conf. (Vilnius, Lithuania, 1991); XI Всесоюзная акустическая конференция (Москва, 1991), 14th International liquid crystals conf., Pisa, Italy, 1992; International conf. self-formation physics technology and application (Vilnius, Lithuania, 1992); Conf. on liquid crystals «VIECIS», (Graz, Austria, 1992); межвуз. конф. "Ивановский государственный университет - региональный центр науки, культуры и образования" (Иваново, 1994), 15th International liquid crystals conf., (Budapest, Hungary, 1994); EC human capital and mobility network (London, UK, 1995); 16th International liquid -crystal conference (Kent, USA, 1996); регион, конф. "Актуальные проблемы химии, химической технологии и химического образования" (Иваново, 1996); European liquid crystals conf. (Zakopane, Poland, 1997); регион, конф. "ПЛЖК-20" (Иваново, 1997), междунар. науч.-техн. конф. "Экология человека и природы" (Иваново, 1997); всерос. науч.-техн. конф. "Методы и средства измерений физических величин" (Н.Новгород, 1997); Ш Междунар. конф. по лиотроп-ным жидким кристаллам (Иваново, 1997); Conf. on liquid crystals and molecular materials (Bayreuth, Germany, 1998); European conf. on liquid crystals (Greece, 1999); междунар. конф. "Применение современных информационных технологий в образовательном процессе и научных исследованиях" (Шуя, 2000); III междунар. конф. "Фундаментальные и прикладные проблемы физики" (Саранск, 2001); всерос. конф. "Учебный физический эксперимент" (Глазов, 2002, 2005, 2007), Междунар. конф. по лиотропным жидким кристаллам (Иваново, 2009).

Публикация результатов работы. Материалы исследований, представленные в диссертации, отражены в 55 работах, опубликованных.в отечественных и зарубежных научных журналах, научно-технических сборниках, материалах, трудах, тезисах докладов на международных, всесоюзных, российских конференциях, совещаниях, семинарах, симпозиумах Общее количество публикаций из перечня российских и зарубежных изданий, рекомендованных ВАК - 14.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 8 глав, заключение, список литературы, приложение. Объем диссертации составляет 298 страниц, включая 125 рисунков, 4 таблицы, библиографический список из 163 наименований.

Краткое содержание работы

Первая глава является аналитическим обзором. В ней приведены основные теоретические модели, применяемые для описания акустических и электрофизических свойств жидких кристаллов. Показано, что наиболее разработанными являются теоретические модели для мезофаз тематического типа (НЖК). При этом чаще всего используется феноменологический подход, который устанавливает связь акустических параметров с вяз-коупругими характеристиками мезофаз. Тензор вязкоупругих напряжений для нематиков и смектиков имеет одинаковый вид. В него входят пять коэффициентов вязкости, которые вносят основной вклад в коэффициент поглощения ультразвука. Молекулярно-статистический подход применяется значительно реже. Для получения информации о поведении НЖК при нестационарных воздействиях применялось уравнение Фокхера-Планка. При этом были получены аналитические выражения для скорости и коэффициента поглощения ультразвука в зависимости от частоты колебаний и параметров, связанных с межмолекулярным взаимодействием. Некоторые теоретические модели показывают, что тепловые флуктуации смектических слоев могут привести к необычному вкладу в коэффициенты объемной вязкости. Однако вопрос о возможности экспериментальной проверки этого вывода изучен недостаточно.

Акустические свойства жидких кристаллов имеют релаксационную природу и обусловлены процессами движения частиц, состоящих из большого числа молекул. Процессы диэлектрической поляризации обусловлены механизмами индивидуального движения'молекул и также имеют релаксационную природу. При этом анизотропия диэлектрических свойств может иметь различный знак в зависимости от направления максимальной поляризации среды относительно оси кристаллической структуры, в то время как анизотропия акустических параметров для мезофаз, образованных молекулами вытянутой формы, всегда положительна. Области дисперсии акустических и диэлектрических параметров могут перекрываться. При этом акустические и диэлектрические методы применяются для решения сходных задач установления динамических характеристик мезофаз, обусловленных различивши видами молекулярного движения. В конце главы приведены выводы по аналитическому обзору, сформулированы цель и задачи исследования, обоснован выбор объектов и методик исследования:

Во второй главе приведено описание выбранных экспериментальных методов и результаты работы по совершенствованию методики измерения акустических параметров анизотропных сред. Показано, что для проведения измерений скорости и коэффициента поглощения ультразвука в анизотропных жидкостях при воздействии магнитного поля в широком интервале температур и частот требуется разработка нестандартных измеритель-

ных камер и устройств, обеспечивающих высокую степень чувствительности измерения и регулировки температуры. Для определения акустических параметров на частотах менее ] МГц при воздействии магнитного поля приходится существенно видоизменять стандартные методики. Вместо обычного акустического резонатора с плоскими преобразователями для размещения образца в однородном магнитном поле необходимо применять резонатор с пьезопреобразователями выпукло-вогнутой формы. Все акустические камеры оснащены устройством регистрации угла между волновым вектором и направлением магнитного поля, погрешность определения которого не более 1°. Для выполнения указанных выше требований были созданы акустические камеры и система автоматизации эксперимента, построенная на базе микропроцессорной техники.

Проведены контрольные измерения, которые позволили установить границы применения методики акустического резонатора и импульсно-фазового метода. Показано, что особенностью спектра резонатора с пьезопреобразователями выпукло-вогнутой формы является наличие большого количества побочных резонансных максимумов, которые в ряде случаев могут оказывать существенное влияние на измеряемые параметры исследуемой жидкости. Установлен интервал значений скорости звука и диапазон изменения коэффициента вязкости изотропной жидкости, при которых наличие побочных резонансных максимумов не оказывает существенного влияния на измеряемые параметры объекта исследования.

Показано, что для разработки конструкции акустической камеры им-пульсно-фазового метода необходимо иметь информацию о характере акустического поля плоского излучателя механических колебаний. Для решения этой задачи предложен способ непосредственного вычисления интеграла Рэлея, основу которого составляет выбор и преобразование системы координат, позволяющие провести аналитическое интегрирование по одной из переменных. Представлено описание алгоритма проведения вычислений и разработана компьютерная программа для его реализации. Расчет дифракционных полей плоского акустического излучателя показал, что при работе в зоне Френеля, определяемой условием х<г2/2Л (где х - расстояние от излучателя радиуса г, Я - длина волны звука в среде) необходимо учитывать влияние дифракционных эффектов на измеряемые параметры. Амплитуда избыточного давления в волне и фаза колебаний частиц среды в зоне Френеля, определяемой выше указанным условием, сложным образом зависит от аксиального и радиального расстояний, отсчитываемых от центра плоского источника акустических волн.

На рис. 1. приведена зависимость фазы избыточного давления в акустической волне (в единицах ф/2л:) от радиального расстояния, отсчитываемого от центра акустического излучателя. Установлено, что при изменении частоты, характерном для импульсно-фазового метода измерения

акустических параметров, форма волнового фронта, искаженного дифракционными эффектами, не претерпевает существенных изменений.

ф/2л 0,2

0,1

\ л

V V

0 1 2 3 4 5 Радиальное расстояние, мм

Рис. 1. Зависимость фазы избыточного давления в волне от радиального расстояния (частота 3 МГц, длина волны X = 0,43 мм, радиус излучателя 5 мм, аксиальное расстояние 10 мм).

В главе дано описание измерительно-вычислительного комплекса, разработанного для проведения акустических исследований анизотропных жидкостей, который реализует алгоритм функционирования методики акустического резонатора и импульсно-фазового метода. Чувствительность указанных методов по отношению к относительному изменению скорости ультразвука составляет 10"3 %, коэффициента поглощения - ~5%. Систематическая погрешность в определении абсолютных значений скорости и коэффициента поглощения ультразвука не превышала 0,5% и 10% соответственно.

При проведении измерений диэлектрической проницаемости обычно возникают две основные трудности. Первая из них состоит в удовлетворении требования, согласно которому для применения элементарной формулы плоского конденсатора диэлектрик должен заполнять все пространство, где имеется заметное поле. Эта трудность преодолена за счет использования так называемой "охранной области". Вторая трудность состоит в необходимости уменьшения или компенсации дополнительной емкости измерительной системы, которая чаще всего оказывается подключенной параллельно к емкости активной зоны измерительной ячейки. Конструкция измерительной камеры разработана с учетом указанных выше требований, необходимостью надежного термостатирования объекта исследования и его размещения между полюсами электромагнита при измерении угла между направлением электрического и магнитного поля. Для измерения емкости заполненного исследуемым веществом плоского конденсатора использованы стандартные мостовые схемы и приборы.

В третьей главе приведен анализ и интерпретация результатов измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука в термотропных нематических и смектических фазах при изменении угла в между волновым вектором и направлением внешнего магнитного поля, задающего преимущественное направление длинных осей молекул мезофазы. Интерпретация экспериментальных данных проведена в рамкйх феноменологиче-

ской динамики и молекулярно-статистического подхода, которые приводят к одинаковому характеру зависимости скорости и коэффициента поглощения продольного ультразвука от угла в:

с(0)=(ассоз25 + ^соз4^+1]Ьо, (1)

где в - угол между волновым вектором и направлением оси симметрии системы; с0 - скорость продольного ультразвука при в = л/2; параметры ас и Ьс определяются выражениями:

2с1 ^ 2Р

3 )1 + (ат1)2 1 + (юг2):

(2)

®2

а =-

1 + М2 1 + (шг2)2' ^

где А, В, С, И - коэффициенты, зависящие от температуры, формы моле- . кул и параметров межмолекулярного взаимодействия. Коэффициент поглощения ультразвука а имеет вид:

„ з [(^ +'72)+2('7З +74 -Лг)^2 9+ + Л2+Л5 ~2Ъ -2Т74)соз4 6>](4) 2 рс3

где щ, 7]ъ - коэффициенты сдвиговой вязкости, Щ, Щ ~ коэффициенты объемной вязкости; гь г2 - времена релаксации различных мод возмущения параметра порядка.

Общепринятый выбор определений коэффициентов вязкости ЖК до сих пор не сложился, поэтому в работе для 771, т]2, щ, щ, т]5 использованы определения, приведенные в отечественной литературе и входящие в выражение для диссипатявной функции Л:

1 ^ ^

\ + (5)

где индексы а, Д у пробегают значениях,у; ол = (З,-^ +Э4:и/)/2-тензор скоростей деформации.

Таким образом, с точки зрения рассматриваемой теоретической модели, дисперсия звука в НЖК определяется двумя механизмами, которые связаны с релаксацией различных мод возмущения параметра порядка. Обработка массива экспериментальных данных позволяет получить значения параметров ас и Ьс в широком интервале температур и частот (рис. 2). Параметр ¿>с близок к нулю вдали от температуры фазового перехода в Б а ; фазу (Тка) во всем исследованном интервале частот и значительно возрастает по мере приближения к Тма- Параметр ас имеет более сложный характер температурной зависимости и изменяет знак в окрестности Тцд.

де,1<Г

72 74 76 78 80 82 84 Температура, °С

йс, 10

б

\

V* )—а.

72 74 76 78 80 82 84 86 Температура, °С

Рис. 2. Температурная зависимость параметров ас и Ьс в нематической фазе Н-134: • - 3 МГц, Д - 8,7 МГц, о - 27,7 МГц.

На рис. 3 приведены температурные зависимости комбинаций коэф-.

фиЦИеНТОВ ВЯЗКОСТИ {.Щ+Щ-Цх-Г)?), (?71+?72+775-277з-2?74) и Г/5-(т]1+Г]2) в

нематической фазе Н-134, которые определяют анизотропные свойства поглощения ультразвука в НЖК. Характер температурных зависимостей комбинаций коэффициентов вязкости, приведенных на рис. 3, коррелирует с видом температурных зависимостей параметров ас и Ьс, определяющих угловую зависимость скорости звука в НЖК. Данный факт свидетельствует о том, что эти параметры определяются одними и теми же молекулярными механизмами. Установленные закономерности изменения параметров, характеризующих анизотропные вязкоупругие свойства НЖК Н-134, характерны. для нематической фазы всех исследованных акустическими методами термотропных мезогенов, имеющих фазовый переход N-8 а-

(П 3+Ч4-Ч1 -V 2\Па'С 0,1.

(.41 + 1]2+41-213-244). Па ■с 0,4

0,3 0,2 ОД

О

72 74 76 78

72 74 76 78

82 84 86

Температура, С

Температура, С

Рис. 3. Температурная зависимость комбинаций коэффициентов вязкости в нематической фазе Н-134: • - 3 МГц, л - 8,7.МГц, о- 27,7 МГц.

На рис. 4 приведены температурные зависимости скорости звука в Бд фазах нескольких мезогенов при двух различных ориентациях волнового вектора (9=0 и в—к/2) относительно ориентирующего магнитного поля, задающего направление преимущественной ориентации длинных осей молекул мезофазы. Приведенные данные показывают, что соединения, обла-

дающие сходным строением центральной части молекул, но имеющие различную длину концевых заместителей (Н-134 и Н-115) проявляют Бд фазу в различном интервале температур и имеют сходный характер температурной зависимости скорости звука. Абсолютные значения скорости звука в мезофазах Н-134 оказываются больше, чем в мезофазах того же типа симметрии мезогена Н-115. Это свидетельствует о различной величине потенциала межмолекулярного взаимодействия в мезофазах одного типа этих мезогенов. В рассматриваемом случае уменьшение длины концевых заместителей в молекуле приводит к увеличению абсолютных значений скорости звука, что соответствует увеличению энергии межмолекулярного взаимодействия при одинаковом строении центральной части молекулы.

с, м/с 1390

1370 1350 1330 1310 1290 1270

•S4 к н 134

г Б ГА ч ч ч

ч

к

Н- 115 Л

Рис. 4.. Температурная зависимость скорости звука на частоте 3 МГц в смектической Л фазе Н-115, Н-134 и ПБГА: о - 9 = 0, • - в = л/2

50 55

60 65 70 75 Температура, °С

80 85

Анизотропия скорости звука в 8А фазе мезогенов, относящихся к различным классам веществ, существенно больше анизотропии скорости звука в N фазе этих соединений. Для мезогенов, относящихся к ряду фенило-вых эфиров оксибензойной кислоты, анизотропия скорости звука в Бд фазе возрастает за счет уменьшения сжимаемости мезофазы в направлении преимущественной ориентации длинных осей молекул. В перпендикулярном направлении характер температурной зависимости скорости звука в Бд фазе остается таким же, как в N фазе. Для представителя класса азометинов (ПБГА) анизотропия скорости звука в 8д фазе возрастает за счет изменения сжимаемости среды в плоскости смектического слоя.

В гидродинамическом пределе (т« 1) анизотропия скорости звука в Бс фазе Н-115 и Н-134 меньше, чем в Яд фазе. Это является следствием того, что в смектической С фазе молекулы имеют дополнительную степень свободы, связанную с наклоном их длинных осей относительно нормали к плоскости слоя. Направления, определяемые углами 0=60° и в= 90°, в смектикеЛ и в смектике С практически не отличаются. Это объясняется тем, что слоевая структура Бд и Бс фаз имеет одинаковый характер.

Установлено, что для мезогена с узкой температурной областью существования фазы (ПБГА) переход от смектической А к смектической С фазе не сопровождается увеличением коэффициента поглощения и сжи-

маемости среды для любых значений угла в. Таким образом, упругие характеристики смектических С слоев могут существенно отличаться в зависимости от характера мезоморфизма и температурного интервала существования мезофазы, что не учитывает ни одна известная теоретическая модель.

Предложена модель, описывающая отклик смектика С на воздействие магнитного поля, основу которой составляет предположение о равномерном распределении нормалей к смектическим слоям вс фазы относительно направления ориентирующего магнитного поля и вычисление средних значений соэ20 и соз4|9, входящих в (4), по всем возможным пространственным положениям директора 8с фазы в соответствии с функцией распределения:

2 кТ .

IV = А- ехр

(6)

где А - константа; Д у— анизотропия диамагнитной восприимчивости; N -число молекул с коррелированной ориентацией, п- единичный вектор (директор); Н— напряженность магнитного поля; к - постоянная Больцма-на.

На рис. 5 приведены геометрические параметры модели. Показано, что экспериментальные данные, полученные при вариации величины индукции магнитного поля В (рис. 6) могут быть качественно описаны в рамках предложенной модели.

к 5

« —

—> Во' — v

-» 9 ' / »

¡¿¡у'' п

—

У

Рис. 5. Геометрические параметры модели: ц - волновой вектор, Во— вектор индукции магнитного поля, V - направление нормали к слою, Т - угол наклона молекул в слое.

0,2 0.4 0,6

Индукция В, Тл

Рис. 6. Экспериментальные (о, •) и рассчитанные (сплошные линии) значения Да от индукции магнитного поля для модели

5=10°, ¥М0°: о —В||я;

Аналогичный вывод относится и к результатам экспериментов по переориентации образца Бс фазы в магнитном поле фиксированной величины. При изменении ориентации образца в магнитном поле не было зафиксировано изменения скорости звука. Это свидетельствует о том, что смек-тические слои не подвержены влиянию магнитного поля индукции ~ 0,3 Тл.

■ В четвертой главе приведены результаты акустических исследований фазовых переходов изотропная фаза - НЖК (1-Ю и НЖК - смектическая А фаза (Ы-Бд). Чаще всего фазовые переходы в жидких кристаллах описываются в рамках феноменологической модели Ландау - де Жена, в основе которой лежат представления о параметре порядка.

Анализ температурных зависимостей скорости и коэффициента поглощения ультразвука в области указанных выше фазовых превращений исследованных мезогенов показал, что в окрестности температуры фазового перехода (Тс), как в изотропной, так и в нематической фазе имеет место критическое, возрастание поглощения и адиабатной сжимаемости среды. При этом коэффициент поглощения ультразвука на низких частотах (менее 1 МГц) увеличивается в десятки раз, в то время как уменьшение скорости не превышает 1%. Установлено, что в гидродинамическом пределе (от« 1) для исследованных термотропных мезогенов в изотропной фазе температурная зависимость коэффициента поглощения подчиняется степенному закону:

уТ~(А Т)~\ (7)

где ДТ = Т-Тс, у = 1. Полученное значение критического показателя у соответствует модели динамического скешшнга, согласно которой флуктуации определяют характер наблюдаемого явления.

В нематической фазе термотропных мезогенов, которые были исследованы акустическими методами, коэффициент поглощения больше, чем в изотропной фазе вдали от Тс- Значительное влияние на поглощение звука в НЖК оказывают процессы, характерные для фазовых превращений. В непосредственной окрестности Тс в нематической фазе выполняется степенной закон (7), установленный для изотропной фазы. Этот факт позволяет утверждать, что флуктуации параметра порядка играют определяющую роль в динамике фазового перехода 1-14, который, являясь переходом первого рода, проявляет признаки фазового перехода второго рода. Таким образом, низкочастотная асимптотика поглощения ультразвука может рассматриваться как универсальное свойство фазового перехода НМ в исследованных мезогенах.

Для определения динамических характеристик среды в окрестности фазового перехода Г-Ы в интервале частот 0,36.. .47 МГц были получены и обработаны частотные зависимости коэффициента поглощения ультразву-

ка. Результаты получены методом компьютерного моделирования с применением статистической обработки результатов эксперимента в соответствии с известной теоретической моделью. Полученные данные свидетельствуют о том, что в динамике фазового перехода I—N флуктуации параметра порядка играют определяющую роль и могут быть удовлетворительно описаны в рамках модели динамического скейлинга, которая приводит к следующему выражению для избыточного поглощения на длину волны аЛ:

аЛ = Ар

(Т)рг(<**)> (8)

где Ар{Т) - параметр, определяющий вклад флуктуаций; функция срр{ап) является в модели динамического скейлинга универсальной.

Результаты моделирования, приведенные на рис. 7, свидетельствуют о том, что экспериментальные данные могут быть успешно описаны в рамках модели динамического скейлинга (коэффициент корреляции 0,98). Отмеченная закономерность характерна для всех исследованных термотроп-ных мезогенов, относящихся к различным классам веществ. Этот факт ■ свидетельствует об универсальности критической динамики в окрестности фазового перехода изотропная жидкость-НЖК. На рис. 8 приведены полученные в результате обработки экспериментальных данных температурные зависимости времени релаксации т для трех мезогенов.

Ф<= 1

0,1

0,01

/ур / г* / / /Ч

V/ / ь \

г, нс

100

10

0,01

0,1

1

сот

10

100

0,1

1

10

Тс- Т, К

Температурная зависи-

Рис. 8.

мость времени релаксации. • - Н-115, о - Н-134, д - ПБГА.

Рис. 7. Экспериментальные данные (• - Н-115, о - Н-134) и универсальные функции модели динамического скейлинга (а) и линейной релаксационной модели с одним временем релаксации (Ь) в окрестности Тс-

При уменьшении температуры возможен фазовый переход НЖК в смектические фазы различных типов симметрии. Известно, что смектиче-скаяЛ фаза всегда возникает при понижении температуры либо из изотропной жидкости, либо из НЖК, и никогда - из смекгика другой группы.

Фазовый переход Ы-Бд проявляет признаки фазовых переходов первого рода. Однако при определенных условиях характер изменения параметра порядка в окрестности ТМА может иметь непрерывный характер. В этом случае переход М-Бд является близким к фазовым переходам второго рода. Теоретические оценки показывают, что, если параметр Тыа/Тщ <0,87 (ТМА, Т№ - абсолютные температуры фазовых переходов Ы-Бд и соответственно), то имеет место непрерывное изменение параметра порядка в окрестности Тка- Для исследованных мезогенов, имеющих К!-8д фазовый переход, эта величина составляет: 0,984, 0,966 и 0,960 для Н-115, Н-134 и ПБГА соответственно. Ширина нематической фазы: 5,6 К (Н-115), 11,6 К (Н-134) и 14,5 К (ПБГА). Поэтому для выбранных мезогенов фазовый переход N-8а должен в большей степени проявлять свойства фазовых переходов первого рода.

С целью проверки теоретических оценок были получены температур-но-частотные зависимости коэффициента поглощения ультразвука в окрестности ТцА- Установлено, что мезогены, имеющие различный температурный интервал существования НЖК, проявляют сходный характер температурной зависимости коэффициента поглощения ультразвука в окрестности Тка- Максимум коэффициента поглощения ультразвука в этом случае имеет меньшее значение, чем при фазовом переходе при тех же значениях частоты. Характер температурной зависимости коэффициента поглощения ультразвука в Б а фазе по мере приближения к Т»А может быть описан степенным законом вида (7) с показателем у= 1 и ДТ = | Т - Тка I, также как в окрестности фазового перехода 1-1Ч.

Динамические характеристики перехода М-Бд получены в рамках модели, предполагающей существование двух независимых релаксационных механизмов. Параметры этой модели определяются выражением:

^гтЫ+тт2-*' (9)

1 + (сшг,) 1 + (й>т2)

где Я - длина волны, т2 — времена релаксации, А1г А2 - параметры, определяющие вклад отдельных релаксационных механизмов.

Результаты моделирования частотной зависимости аЛ в нематиче-. ской и смектической фазах Н-134 в окрестности ТМА показали удовлетворительное соответствие экспериментальных данных релаксационной модели с двумя временами релаксации (рис. 10). Моделирование позволило установить характер температурной зависимости параметров ть т2, А\, Аг в окрестности фазового перехода N-8 д. На рис. 11. показана температурная зависимость времен релаксации Г1 и т2 в N и Бд фазах Н-134. Сравнивая данные, приведенные на рис. 8 и рис. 10, приходим к выводу о том, что процессы, характеризуемые временем релаксации г/, обусловлены флуктуациями параметра порядка.

Сходный характер температурной зависимости параметров ц и г2 соответственно в нематической и смектической А фазах свидетельствует о подобии механизмов, определяющих диссипацию механической энергии ультразвуковой волны в окрестности температуры фазового перехода Т»а-

аЛ, 10"" 80

60 40 20 О

а jT

"5Г. /

у"4 С

г, нс

100

10

0,1

1 10 Частота /, МГц

100

0,1

1

IT-TJ

•ю

к

Рис. 9. Частотная зависимость аЛ в N фазе Н-134 при ДТКА = 2,7°С: о - экспериментальные значения; а - аппроксимация данных по модели (9) при Т\ = 29 не, г2 = 2,8 не, Ах = 65, А2= 119. Кривые Ь и с -одиночные релаксационные процессы с Г; и т2 соответственно.

Рис. 10. Температурная зависимость времен релаксации в N фазе (Н-134): о - ть • - г"2; в Бд фазе (Н-134): ж - гь д- г2. Сплошные линии: П-СТ-Тма)^4 т2 ~ (Т-Тма)"1

х-0,09

В пятой главе представлены результаты экспериментального исследования фазовых переходов Бд-Бс и ЗсНЗв в термотропных мезогенах. Приведено описание теоретической модели фазового перехода 8А-8с, учитывающей флуктуации параметра порядка и интерпретация полученных экспериментальных результатов в рамках этой модели. Отмечено, что в приближении среднего поля в окрестности температуры перехода ТАс модули Франка не затрагиваются флуктуациями, а упругие модули смектика испытывают скачок, величина которого определяется коэффициентами, характеризующими взаимодействие параметра порядка с флуктуациями плотности, удельной энтропии и смещения смектических слоев. Упругие модули определяют зависимость скорости звука от направления его распространения в смектических фазах. Теория предсказывает аналитический вид такой зависимости:

pc2(e)=gpp

,eos4 д

(10)

где р - плотность, gpp - упругии модуль смектика, характеризующий адиабатную сжимаемость при неизменном межслоевом расстоянии, gul¡ -модуль сжатия "смектических слоев, gup - упругий модуль, определяющий взаимосвязь плотности и межслоевого расстояния.

Учет флуктуаций параметра порядка в уравнениях движения смекти-ков приводит к поправкам к упругим модулям и коэффициентам вязкости. Теория устанавливает, что в гидродинамическом пределе в области слабых и развитых флуктуаций температурные зависимости поправок к упругим модулям и коэффициентам вязкости подчиняются степенным законам. В области слабых флуктуаций эти закономерности имеют вид:

■>рр

5Ъа,Ъ ~|аг,

АС |

(11) (12)

где

А ТАС=(Т~ТАС)/ТА1

а - критический индекс теплоемкости

(~0,06-й),14), V- критический индекс корреляционной длины (~0,58-Ю,62), 2 - динамический критический индекс (~2). Значения критических индексов вычислены теоретически.

Для экспериментальной проверки основных выводов данной теоретической модели были получены температурные зависимости скорости и коэффициента поглощения ультразвука в интервале частот 0,36...47 МГц при различных ориентациях волнового вектора относительно преимущественного направления длинных осей молекул в смектических фазах мезоге-нов Н-134 и Н-115. Экспериментально показано, что поправки к упругим модулям и коэффициентам вязкости в окрестности Тдс существенно зависят от направления распространения продольного ультразвука (рис. 11,12).

с, м/с

1375

а/1г, 10"12 м"1с2

1370

1365

136 О

1355

ч \ n 40 30 20 10

\ ч к4 о

XX VI о о о о о о

13 К] vi О о • • » • • « 5 П°о О о о

60 61 62 63 64 65 66 67 Температура, °С

Рис.- 11. Температурная зависимость скорости ультразвука в окрестности фазового перехода вА-Бс Н-134: о-6»= 0, .-0=30°, □ -в= 45°, д-0= 60°, . - в= 90° (частота 0,36 МГц).'

56 58 60 62 64 66 68 Температура, °С

Рис. 12. Температурная зависимость коэффициента поглощения ультразвука в окрестности фазового перехода Бд-Бс (Н-134): о-0=0, •-0=90° (частота 0,36 МГц).

Расчеты показали, что соотношение (10) выполняется для Sa фаз Н-134 и Н-115 в пределах -0,1%. Используя экспериментально полученные значения скорости звука в зависимости от угла в из выражения (10), получены температурные зависимости упругих модулей guu и gup в интервале частот 0,36...47 МГц (рис. 13). Приведенные данные свидетельствуют о том, что по мере приближения к ТАс в SA фазе мезогенов Н-115 и Н-134 модуль сжатия смектических слоев guu уменьшается на величину, которая зависит от частоты. Поэтому наблюдаемая закономерность носит динамический характер.

Ъа/f2,10'12 м"1с2

100

10

—(ДТдсГ1,1 ~|ДТд.сГ

64 66 68 Температура °С

Рис. 13. Температурная зависимость параметров gm и gup в Sa фазе в окрестности фазового перехода Sa-Sc Н-134: о -guu»-gup (3 МГц), ж -guu, Д -gup (0,36 МГц)

1

0,1 1 10 |Т-Тас|, К

Рис. 14. Температурная зависимость поправок к коэффициенту поглощения ультразвука (6= 0) в окрестности фазового перехода Ба-ЗС^-ФА .-(Бс)Н-115, Д-(БД а-(Бс) Н-134.

На низких частотах во всем интервале существования SA фазы оказывается малым отношение gu/Jgm. Таким образом, в гидродинамическом пределе изменение плотности слабо влияет на межслоевое расстояние в Sa фазе. Это объясняется тем, что энергия бокового взаимодействия молекул в смектическом А слое превышает энергию взаимодействия молекул, находящихся в различных слоях. Поэтому, модуль упругости по отношению к сдвигу слоев SA фазы друг относительно друга в динамике смектиков можно считать малой величиной по сравнению с модулем сжатия слоев.

В пределах точности проведенных измерений модуль упругости gup в окрестности Где не изменяется. Поэтому, при переходе Sa-Sc параметр gu/Jguu увеличивается, что свидетельствует об увеличении связи между плотностью и межслоевым расстоянием в Sc фазе. Фазовый переход Sa-Sc сопровождается уменьшением модуля сжатия смектических слоев . guu. на величину, сравнимую с регулярным значением этого параметра. Экспери-

ментальная проверка выполнения следствия (11) теоретической модели затруднена вследствие того, что не представляется возможным корректное выделение критического вклада.

Коэффициент поглощения ультразвука на частотах менее 1 МГц в большей степени чувствителен к процессам, характерным для фазового перехода Бд-Бс, чем упругие характеристики среды (рис. 12). Величина максимума коэффициента поглощения в окрестности ТАс зависит от частоты, что свидетельствует о динамическом характере наблюдаемого явления. Представленные на рис. 12 данные отражают характер температурной зависимости коэффициента объемной вязкости 75. Симметричная форма характера температурной зависимости коэффициента поглощения в окрестности ТАс свидетельствует о сходстве молекулярных механизмов, ответственных за поглощение на низких частотах в соседних смектических фазах. Критические поправки бг]; оказываются всегда положительными, что соответствует выводам теоретической модели. Приведенные на рис. 14. данные показывают, что в окрестности ТАс температурная зависимость критических поправок Зт]5 на частоте 0,36 МГц в пределах точности полученных данных может быть описана степенным законом с показателем -1,1, что подтверждает теоретический вывод (12) с учетом значений критических показателей, вычисленных теоретически. В области развитых флуктуаций показатель степени в (12) увеличивается по абсолютному значению на 2 а, что качественно соответствует экспериментальным данным (рис. 13), однако аналогичное изменение может происходить вследствие нарушения условия гидродинамического предела.

Фазовый переход Бс-Бв наблюдается при полимезоморфных превращениях ПБГА. Характерной особенностью этого перехода является увеличение скорости звука, зависящее от направления его распространения в образце (рис. 15). Из приведенных на рис. 15 данных следует, что при переходе в смектическую В фазу наблюдается смена знака анизотропии скорости звука (рис. 16). Таким образом, в рассматриваемом случае существование смектических слоев перестает играть определяющую роль в анизотропии упругих свойств образца, а взаимодействие молекул в смектиче-скошВ слое увеличивается по сравнению с взаимодействием молекул в смектических А и С слоях.

Температурная зависимость коэффициента поглощения в окрестности перехода в Бв фазу имеет максимум, величина которого зависит от частоты. Температурно-частотные зависимости акустических параметров интерпретируются в рамках модели гексагональной упаковки молекул в смектическом слое. Показано, что упругие характеристики смектической В фазы ПБГА находятся в соответствии с теоретической моделью гексагональной упаковки молекул в слое, в то время как некоторые результаты измерения коэффициентов вязкости не могут найти объяснение в рамках этого описания.

с, м/с

1500

1450 1400 1350 1300

• , • С5с

1? 1 Чь1 1 1

•У* 1 1 1 1 я/]2**

Ас, м/с

20

15 10 5 0 -5 -10 -15

оо Эо

ч

О я

О сР ^ ОЛэ

35 40 45 50 55 60 65 Температура, °С

Рис. 15Температурная зависимость скорости звука в.смектиче-ских фазах ПБГА на частоте 3 МГц при различных углах (&): о - 6=0°, • - 0=90°, д - £=45°

35 40 45 50 55 60 Температура, °С

Рис. 16. Температурная зависимость анизотропии скорости звука в смектических фазах ПБГА на частоте 3 МГц.

В шестой главе приведены результаты электрофизических исследований мезофаз различного типа симметрии и сравнение полученных данных с результатами акустических экспериментов. Экспериментальные данные интерпретируются в рамках известных теоретических моделей. Показано, что электрофизические параметры нематических фаз некоторых исследованных мезогенов, как с отрицательной (Ар. < 0), так и положительной (Д£> 0) анизотропией диэлектрической проницаемости, могут быть качественно описаны в рамках модели, не учитывающей анизотропию локального поля.

Для исследованных мезогенов с Ае< 0 при фазовом переходе 1-Й характер температурной зависимости поперечной компоненты диэлектрической проницаемости (¿1) не претерпевает существенных изменений, в то время как продольная компонента (£ц) резко уменьшается, свидетельствуя об исключении вклада некоторых механизмов поляризации. Для исследованных НЖК с положительной анизотропией Ае> 0 при фазовом переходе 1-Ы £¡1 возрастает, обеспечивая основной вклад в анизотропию диэлектрических свойств. Температурная зависимость Ае для всех исследованных НЖК, параметры которых могут быть в достаточной степени адекватно описаны в рамках рассматриваемой модели, подчиняется одним и тем же закономерностям (рис. 17). Если считать параметры локального поля не зависящими от температуры, то в рассматриваемой модели зависимость анизотропии диэлектрической проницаемости от температуры отражает характер температурной зависимости параметра порядка НЖК.

Рис. 17. Температурная зависимость | As | в окрестности фазового перехода I-N: о-МББА, • - БНБ, ж - Н-115. Сплошная линия - степенной закон |Ä£] ~ (Тс - Т)у; 7 = 0,44 (МББА, Н-115); у = 0,39 (БНБ).

Вместе с тем установлены факты, которые не могут быть объяснены в рамках рассматриваемой модели: смена знака анизотропии диэлектрической проницаемости в НЖК одного из исследованных мезогенов (ПБПА), несовпадение е в НЖК со значениями £, экстраполированными из изотропной фазы.

Приведены результаты определения равновесных диэлектрических свойств смектических фаз Н-115, ПБГА и ПБПА, включая области полимезоморфных превращений. Показано, что фазовый переход М-Бд в Н-115 и ПБГА сопровождается небольшим (2...3%) ростом £1 относительно его регулярного значения, что находится в качественном соответствии с выводами теоретической модели, учитывающей увеличение диполь-дицольной корреляции при образовании слоевой структуры. Однако в силу малости эффекта для исследованных соединений, корректно провести количественные расчеты, подтверждающие существование такого механизма поляризации, не представляется возможным. Продольная компонента £у при фазовом переходе И-Бд уменьшается, не изменяя характер температурной зависимости, что также качественно соответствует теоретическим выводам. Установлено, что в нематической фазе ПБПА в окрестности фазового перехода К-Бд имеет место инверсия знака анизотропии диэлектрической проницаемости. Данный факт качественно объясняется в рамках модели, учитывающей корреляцию диполей при образовании слоевой структуры смектической фазы.

При фазовом переходе Бд-Бс, наблюдаемом в Н-115, происходит уменьшение температурного коэффициента е±. и что свидетельствует о появлении дополнительной ориентационной степени, свободы молекул в смектическом С слое, приводящей хотя и к небольшому, но экспериментально регистрируемому изменению механизмов поляризации по сравнению с Бд фазой. При исследовании динамических свойств.мезофаз установлено, что в изотропной фазе исследованных мезогенов диэлектрическая проницаемость не зависит от частоты в интервале значений 1 кГц.. .2 МГц.

Тс - Т, К

В мезофазах, получаемых при хмедлеином охлаждении образца в магнитном поле, поперечная компонента не зависит от частоты, а £ц испытывает дисперсию. При этом разность диэлектрической проницаемости в низкочастотном и высокочастотном пределах, в первом приближении, не зависит от температуры.

Приведены результаты сравнения акустической и диэлектрической релаксации в мезофазах различного типа симметрии. Показано, что в нема-тической фазе Н-115 и Н-134 время релаксации, вычисленное с помощью акустических методов, в пределах точности проведенных измерений адекватно описывает дисперсию что говорит о сходстве молекулярных механизмов, ответственных за распространение продольного ультразвука и процессов поляризации, связанных с поворотами молекул относительно короткой оси в НЖК. Получена температурная зависимость времени релаксации поляризации в мезофазах различного типа симметрии.

В седьмой главе приведены результаты экспериментального исследования мезогенных систем различной природы. Впервые получены акустические характеристики водно-аммиачных растворов производных фта-лоцианина меди и системы на основе децилсульфата натрия, способных к проявлению лиотропного мезоморфизма.

Было показано, что в объемных образцах систем СиФц (4-СООН)4-МгЦОН-НгО с 3 масс. % концентрацией пигмента, рН=11,0 и СиФц (4— ЗОзН^-ЭДЩОН-НгО с 30 масс. % концентрацией пигмента, рН=11,0 фазовые превращения на температурной зависимости скорости и коэффициента поглощения ультразвука не проявляются. Температурная зависимость вязкости среды в интервале от 23°С до 90°С имеет монотонный характер, как и в обычных изотропных жидкостях. Средний температурный коэффициент поглощения практически одинаков для обеих исследованных систем и составляет —6-10"3 град'1, что соответствует значению температурного коэффициента стоксовского поглощения в слабовязких жидкостях. Таким образом, в условиях проведенного эксперимента, фазовые изменения в исследованных системах, зарегистрированные средствами поляризационной микроскопии в тонких слоях, акустическими методами не фиксируются.

Для мицеллярной системы децилсульфат натрия (ДО\Га) - деканол -Ыа2804 - Н20 при концентрациях компонент 33,52 : 5,49 : 3,82 : 57,17 получены температурные зависимости коэффициента поглощения ультразвука в диапазоне частот 0,36... 1 МГц и импульсно-фазовым методом на частоте 3 МГц. Резкое уменьшение коэффициента поглощения ультразвука, наблюдаемое на низких частотах при Т=31°С (рис. 18), связывается с фазовым переходом между нематическими фазами дискотического и колончатого типов в этой системе, который регистрируется оптическим методом.

Рис. 18. Температурная зависимость коэффициента поглощения ультразвука в системе ДС№ - деканол - Ыа2804 -Н20: • - 0,3 МГц; □ -0,6 МГц; ж - 0,8 МГц; Д —1,1 МГц; о-З МГц.

Получены акустические параметры бинарных мезогенных систем (Н-115, Н-114), проявляющих термотропный мезоморфизм. Особенностью таких систем является существование тройной ЫАС точки на фазовой диаграмме. При увеличении концентрации Н-115 в системе характер температурной зависимости коэффициента поглощения ультразвука изменяется. Температурная зависимость избыточного поглощения ультразвука в 8С фазе на линии фазовых переходов в более симметричные мезофазы может быть приведена к универсальному виду (рис. 19).

Ъа/1г, 10~12 м"1с2

Рис. 19. Температурная зависимость нормированного критического вклада в коэффициент поглощения ультразвука на частоте 0,36 МГц в Бс фазе бинарной системы Н-114 - Н-115 при различных концентрациях Н-115: д - 0; □ - 0,1; а - 0,24; . - 0,29; о - 0,33; • - 1 (мольные доли).

Для построения такой кривой необходимо сместить температурную зависимость избыточного поглощения, полученного для каждой мезоген-ной системы, вдоль вертикальной оси, что эквивалентно изменению параметра, определяющего величину вклада процессов, характерных для соответствующего фазового перехода. Увеличение концентрации Н-115 приводит к монотонному уменьшению этого параметра, что свидетельствует о смещении времени релаксационных процессов, характерных для фазового перехода в смектическую С фазу, в сторону меньших значений.

я2 ,..12„-1 ! а/т ,10 м с

ч

• • •• » •

□ о _о г * • » •

А 0 □ □ 1 п

°° ООО ^ддй 00 00 О оо Н 8 20 ООО ОО О о СЮОо Оо

20 30 40 50 60 Температура, °С

(Тзс-Т)-1

\

0,01 0,1 1 10 Тэс-Т, К

Характер температурной зависимости коэффициента поглощения ультразвука в области фазовых превращений исследованных мезогенных систем показывает, что основной вклад в процессы диссипации энергии звуковой волны вносят флуктуации параметра порядка. Изменение упругих характеристик при фазовых переходах значительно меньше, чем коэффициентов вязкости. Увеличение концентрации Н-115 бинарной мезоген-ной системы Н-114-Н-115 приводит к монотонному уменьшению абсолютных значений скорости звука в температурной области существования мезофаз, что свидетельствует об уменьшении потенциала межмолекулярного взаимодействия в этих системах.

В восьмой главе приведены результаты применения жидких кристаллов для регистрации изменяющихся во времени перепадов давления. Разработаны теоретические принципы построения дифференциальных датчиков давления на основе жидких кристаллов. Проведенные оценки показали, что наиболее эффективным способом повышения чувствительности ориентационной структуры к воздействию градиента давления является увеличение толщины жидкокристаллического слоя к. Однако практически добиться достаточно однородной ориентационной структуры удается в ячейках толщиной к < 200 мкм.

Показано, что при й = 100 мкм заметное искажение ориентационной структуры имеет место уже при достаточно малых градиентах давления (Оо=ЮПаУм), что позволяет использовать жидкий кристалл в качестве высокочувствительного сенсора. Для регистрации отклика измерительной ячейки использован оптический метод, позволяющий фиксировать изменения ориентационной структуры по двулучепреломлению, наблюдаемому в поляризованном свете.

Получены и проанализированы диаграммы изменения оптического отклика ячейки при воздействии на нее переменного давления. В области частот от 1 до 0,02 с"1 период выходного электрического сигнала был равен периоду изменения давления. Общей закономерностью полученных диаграмм является сохранение синусоидального отклика, соответствующего синусоидальному закону изменения воздействующего на ячейку давления до некоторого значения амплитуды давления. При увеличении амплитуды давления характер оптического отклика ячейки излменяется - появляются дополнительные локальные экстремумы, образование которых связано с тем, что угол отклонения директора от исходного положения становится достаточным для того, чтобы значения фазы в синусоидальном законе изменения интенсивности света превысили значение л/2. Описана модель управления'чувствительностью измерительной ячейки. Приведены экспериментальные результаты, подтверждающие основные выводы модели и возможность применения жидких кристаллов в качестве высокочувствительного датчика перепада давления газовой среды.

Основные результаты и выводы

1. Создан измерительно-вычислительный комплекс, включающий в себя стандартные измерительные приборы и нестандартные узлы, а также программное обеспечение функционирования системы, позволяющей проводить измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука анизотропных жидкостей по методике акустического резонатора и импульсно-фазового метода. Разработано программное обеспечение, позволяющее проводить расчет дифракционных полей и их вклад в поглощение ультразвука для реальной геометрии акустической камеры. Разработана конструкция акустической камеры для измерения параметров угловой зависимости скорости и коэффициента поглощения ультразвука в упорядоченных смектических фазах.

2. Получены значения скорости и коэффициента поглощения ультразвука в изотропной фазе и мезофазах различного типа симметрии в широком температурно-частотном интервале при воздействии магнитного поля, задающего направление преимущественной ориентации длинных осей молекул мезогенов, относящихся к классу азометинов и ряду фениловых эфиров оксибензойной кислоты. Проведенные измерения позволили установить характер температурной и частотной зависимости упругих и диссипативных параметров мезофаз, входящих в различные теоретические модели. Установлено, что при небольшом температурном интервале существования мезофазы, характер поведения акустических параметров мезофазы определяется процессами, характерными для фазовых превращений.

3. В нематической фазе в окрестности фазового перехода И-Бд обнаружена инверсия знака параметра ас и комбинации коэффициентов вязкости (г/з +г]4 -цх -7]2), определяющих угловую зависимость скорости и коэффициента поглощения ультразвука.

4. Характер температурной зависимости коэффициента поглощения ультразвука в окрестности фазовых переходов термотропных мезогенов класса азометинов, производных фениловых эфиров оксибензойной кислоты и бинарных, систем на их основе определяется температурной зависимостью времени релаксации процессов, связанных с флуктуациями параметра порядка.

5. Разработана и подтверждена экспериментально модель, описывающая • зависимость поглощения ультразвука от величины и направления магнитного поля в смектической С фазе, основу которой составляет предположение о равномерном распределении нормалей к смектиче-ским слоям Эс фазы относительно Направления магнитного поля, задающего ориентацию длинных осей молекул мезофазы.

6. Получены экспериментальные подтверждения феноменологической модели фазового перехода Бд-Бс, учитывающей флуктуации парамет-

ра порядка смектических фаз. Показано, что экспериментально не удается разделить области слабых и развитых флуктуаций с целью проверки соответствующих выводов теоретической модели.

7. Упругие характеристики смектической В фазы ПБГА находятся в соответствии с теоретической моделью гексагональной упаковки молекул в слое, в то время как некоторые результаты измерения коэффициентов вязкости не могут найти свое объяснение в рамках этой модели.

8. Лиотропный мезоморфизм водно-аммиачных растворов производных фталоцианина меди не находит своего отражения на характере температурной зависимости скорости и коэффициента поглощения ультразвука. Это свидетельствует о том, что в проявлении мезофорфных свойств этих систем существенное значение оказывает влияние ограничивающих препарат поверхностей. Акустический метод позволяет регистрировать параметры процессов молекулярной агрегации в ми-целдярных системах.

9. Характер температурной зависимости коэффициента поглощения ультразвука в бинарных системах на основе термотропных мезогенов ряда эфиров оксибензойных кислот по линиям фазовых переходов N-Sa и Sa-Sc в окрестности тройной NAC точки изменяется монотонно.

10. Характер температурной зависимости компонент тензора диэлектрической проницаемости производных фениловых эфиров оксибензой-ной кислоты, представителей класса азометинов, производных нитро-азоксибензола подтверждает основные положения модели, не учитывающей анизотропию локального поля. Времена акустической и диэлектрической релаксации в нематической фазе Н-115 и Н-134 имеют близкие значения, что свидетельствует о сходстве механизмов акустической и диэлектрической релаксации в НЖК.

И. Предложена конструкция и определены основные характеристики датчика градиента давления газовой среды на основе жидких кристаллов. Показано, что электрическое поле является эффективным средством управления чувствительностью датчика.

Основное содержание диссертационного исследования отражено в следующих публикациях автора:

Статьи в реферируемых изданиях, входящих в перечень ВАК РФ

1. Баландин, В.А. Экспериментальное исследование критической динамики в окрестности фазового перехода смектик А-смектик С /

B.А. Баландин, Е.В. Гурович, A.C. Кашицын, C.B. Пасечник, A.A. Табидзе, A.C. Гольдберг // ЖЭТФ. - 1990. - Т. 98, вып. 2(8). -

C. 485-515.

2. Баландин, В.А. Критическое поглощение первого звука в окрестности фазового перехода смектик А - смектик С / В.А. Баландин, Е.В. Гуро-вич, А.С. Кашицын, С.В. Пасечник, О.Я. Шмелев // Письма в ЖЭТФ. -1989.-Т. 49, вып. 1,-С. 30-33.

3. Табидзе, А.А. Угловая зависимость упругих и диссипативных свойств кристаллических смектиковВ / А.А. Табидзе, Э.В.Геворкян,

B.А. Баландин, Г.П. Абрамкин, А.С. Кашицын // Кристаллография. -1992. - Т. 37, вып. 2. - С. 463-469.

4. Balandin, V.A. Anisotropy of acoustical parameters and dynamics of the nematic phase in MBBA / V.A. Balandin, A.S. Kashitsyn, S.V. Pasechnik // Mol. Cryst. Liq. Cryst. - 1990. - Vol. 191. -P. 371-375.

5. Pasechnik, S.V., Measurement of acoustical parameters at reorientation of the smectic С phase / S.V. Pasechnik, V.A. Balandin, A.S. Kashitsyn // Mol. Cryst. Liq. Cryst. - 1990. - Vol. 192. - P. 89-93.

6. Balandin, V.A. An ultrasonic investigation of the critical behavior of the elastic moduli near smectic С - smectic A phase transition / V.A. Balandin, E.V. Gurovich, A.S. Kashitsyn, S.V. Pasechnik // Liq. Ciyst. -1991. -Vol. 9, No. 4.-P. 551-564.

7. Pasechnik, S.V. Acoustic study of reorientation in a smectic-C phase in a rotating magnetic field / S.V. Pasechnik, V.A. Balandin, A.S. Kashitsyn // Liq. Cryst. - 1989. - Vol. 6, No. 6. - P. 727-730.

8. Пасечник, С.В. Особенности критического поглощения ультразвука в жидкокристаллической бинарной системе, образующей NAC-точку /

C.В. Пасечник, В.А. Баландин, А.С. Кашицын, С.Ш. Чахоян// Журн. физ. химии. - 1994. - Т. 68, №2. - С.335-339.

9. Бобров, В.И. Дилатометр для жидких кристаллов / В.И.Бобров, А.С. Кашицын // Известия вузов, серия «Химия и химическая технология». - 1978.-Т. 21, вып. 12.-С. 1828-1830.

10. Kashitsyn, A.S. Acoustical properties in the region of phase transitions in the aqueous systems of lyotropic mesogenes / A.S. Kashitsyn, N.V. Usol'tseva, V.V. Bykova, G.A Ananjeva, L.N. Zukova// Mol. Cryst. Liq. Cryst. - 1995. - Vol. 260. - P. 595-603.

11. Kashitsyn, A.S. The ultrasonic investigation of a magnetic field induced structural changes of a smectic С phase / A.S. Kashitsyn, S.V. Pasechnik, V.A. Balandin //Mol. Cryst. Liq. Cryst. - 1997. -Vol. 303. -P. 109-114.

12. Кашицын, А.С. Акустическая и диэлектрическая релаксация в жидких кристаллах / А.С. Кашицын // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2008, № 6. - С. 53-58.

13. Кашицын, А.С. Акустические параметры смектика В / А.С. Кашицын // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2008. -вып. 3(25). - С. 60-67.

14. Кашицын, A.C. Ультразвук в кристаллическом смектике В / A.C. Кашицын // Вестник Нижегородского университета им. H.H. Лобачевского. - 2009, № 1. - С. 42-46.

Статьи и тезисы докладов

15. Gevorkian, E.V. The hysteresis of acoustic parameters and Instability of smectic-C liquid crystals in a magnetic field / E.V. Gevorkian, A.S. Kashitsyn, S.V. Pasechnik, V.A. Balandin // Europhys. Lett. - 1990. -Vol. 12,No. 4.-P. 353-356.

16. Кашицын, A.C. Анизотропия диэлектрической проницаемости четвертого и десятого гомологов ряда 4-н-ацилокси-4'-нитроазоксибензола / A.C. Кашицын, В.И. Бобров // Жидкие кристаллы. - Иваново, 1985. -С. 33-40.

17. Кашицын, A.C. Анизотропия поглощения ультразвука и релаксационные процессы в МББА / A.C. Кашицын, C.B. Пасечник // Вопросы физики формообразования и фазовых превращений. - Калинин, 1988. -С. 103-108.

18. Кашицын, A.C. Анизотропия акустических параметров при полиморфных превращениях жидкого кристалла. / A.C. Кашицын, C.B. Пасечник, О .Я. Шмелев // Вопросы физики формообразования и фазовых превращений. - Калинин, 1989.-С. 134-139.

19. Акопова, О.Б. Синтез и исследование жидкокристаллических соединений / О.Б. Акопова, В.В. Быкова, A.C. Кашицын, Н.В. Усольцева // Юбилейный сборник научных статей. Часть 2. - Иваново, 1998. -С. 225-237.

20. Кашицын, A.C. Метод регистрации анизотропных вязкоупругих параметров смектических фаз жидких кристаллов / A.C. Кашицын, Г.Г. Коротков // Учебный эксперимент в высшей школе. -2004. - №1. -С. 50-57.

21. Кашицын, A.C. Фазовый переход Зд—Sc и анизотропия акустических параметров / A.C. Кашицын, В.А. Баландин, О .Я. Шмелев // Тезисы докладов VI Всесоюзной конференции "Жидкие кристаллы и их практическое использование". -Чернигов, 1988. - Т. 1. - С. 92.

22. Пасечник, C.B. Акустические параметры и структура Sc фазы / C.B. Пасечник A.C. Кашицын// Тезисы докладов VT Всесоюзной конференции "Жидкие кристаллы и их практическое использование". -Чернигов, 1988.-Т. 3,-С. 341.

23. Pasechnik, S.V. Low-frequency ultrasound investigations of polymorphism in the liquid crystals / S.V. Pasechnik, A.S. Kashitsyn, O.Ya. Shmelyoff // XII International liquid crystals conference. - Fryeburg, Germany, 1988. -P. 25.

24. Balandin, V.A. Anisotropic ultrasound velocity of the phase transition smectic A - smectic С / V.A. Balandin, A.S. Kashitsyn, O.Ya. Shmelyoff // VIII Liquid crystal conference of socialist countries. - Krakow, Poland, 1989.-P. 54.

25. Balandin, V.A. Variation of acoustical parameters under reorientation of the smectic-C phase / V.A. Balandin, A.S. Kashitsyn, S.V. Pasechnik // VIII Liquid crystal conference of socialist countries. - Krakow, Poland, 1989.-P. 55.

26. Pasechnik, S.V. The orientational dependence of ultrasound attenuation in the smectic С / S.V. Pasechnik, A.S. Kashitsyn, S.Sh. Chahoian // Summer European liquid crystals conference. - Vilnius, Lithuania, 1991. - Vol. 2. -P. 47.

27. Kashitsyn, A.S. The frequency dependence of ultrasound absorption coefficient in smectic С phases / A.S. Kashitsyn, S.Sh. Chahoian, S.V. Pasechnik // Summer European liquid crystals conference/ - Vilnius, Lithuania, 1991. -Vol. 2.-P. 49.

28. Kashitsyn, A.S. The ultrasound attenuation and velocity near nematic -smectic С phase transition / A.S. Kashitsyn, S.Sh. Chahoian, V.A. Balandin // Summer European liquid crystals conference. — Vilnius, Lithuania, 1991. -Vol. 2.-P. 48.

29. Balandin, V.A., Critical attenuation of ultrasound near smectic A-smectic С phase transition / V.A. Balandin, E.V. Gurovich, A.S. Kashitsyn, S.V. Pasechnik // European liquid crystal conference, Courmayer, Italy, 1991.-P. 55.

30. Pasechnik, S.V. Dynamics of a smectic С phase and ultrasonic attenuation in a rotation magnetic field / S.V. Pasechnik, A.S. Kashitsyn // European liquid crystal conference, Courmayer, Italy, 1991. - P. 87.

31. Gevorkian, E.V. The testability and hysteresis of acoustical parameters of smectic С liquid crystal in a magnetic field / E.V. Gevorkian, A.S. Kashitsyn, S.V. Pasechnik, V.A. Balandin // European liquid crystal conference, Courmayer, Italy, 1991. - P. 84.

32. Геворкян, Э.В. Бистабильность и гистерезис акустических параметров смектических жидких кристаллов в магнитном поле / Э.В. Геворкян, А.С. Кашицын // Доклады XI Всесоюзной акустической конференции. Секция Г.-1991.-С. 71-74.

33. Кашицын, А.С. Анизотропное поглощение ультразвука в близи фазового перехода нематик - смектик С / А.С. Кашицын, С.Ш. Чахоян, В .А. Баландин // Деп. в ВИНИТИ. -1992, №644. - 8 с.

34. Kashitsyn, A.S. Acoustic investigation-of the nematic-isotropic phase transition in lyotropic liquid crystals / A.S. Kashitsyn, N.V, Usol'tseva, V.V. Bykova, S. Sh. Chahoian, R.R. Asadullaev // XVI International liquid crystals conference. - Pisa, Italy, 1992. - P. 19.

35. Usol'tseva, N.V. Lyotropic liquid crystal of phthalocyanine nature / N.V. Usol'tseva, A.S. ICashitsyn, V.V. Bykova, S.Sh. Chahoian, V.E. Maizlish // International conference self-formation physics technology and application. - Vilnius, Lithuania, 1992. - P. 46-47.

36. Kashitsyn, A.S. Acoustic investigations of phase transitions DSNa-decanol-H20 / A.S. Kashitsyn, N.V. Usol'tseva, V.V. Bykova, S.Sh. Chahoian, R.R. Asadullaev // Conference on liquid crystals. - Graz, Austria, 1992. -P. 37

37. Кашицын, A.C. Анизотропия коэффициента поглощения ультразвука в смектическом жидком кристалле / А.С. Кашицын, С.Ш. Чахоян, В.А. Баландин // Деп. в ВИНИТИ. - 1992, №643. - 10 с.

38. Кашицын, А.С. Экспериментальное исследование переориентации смектической С фазы в магнитном поле / А.С. Кашицын // Ивановский государственный университет - региональный центр науки, культуры и образования. - Иваново, 1994. - С. 22-31.

39. Kashitsyn, A.S. Critical behavior of ultrasound attenuation anisotropy in 608 / A.S. Kashitsyn, V.A. Balandin, S.Sh. Chahoian // XV International liquid crystals conference. — Budapest, Hungary, 1994. - Vol. 1. - P. 265.

40. Usol'tseva, N.V. Anomalous properties in the range of phase transitions in the aqueous systems of lyotropic mesogenes / N.V. Usol'tseva, A.S. Kashitsyn, V.V. Bykova, G.A. Ananjeva, L.N. Zukova // XV International liquid crystals conference. -Budapest, Hungary, 1994. - Vol. 1. -P. 621.

41. Kashitsyn, A.S. Ultrasonic investigation of phases and phase transitions in liquid crystals / A.S. Kashitsyn, N.V. Usol'tseva // Proceedings of EC human capital and mobility network on liquid crystals. - London, UK, 1995. — P. 45-48.

42. Balandin, V.A. The use a high sensitive liquid crystal cell for a registration of breath parameters / V.A. Balandin, A.S. Kashitsyn, S.V. Pasechnik, V.A. Tsvetkov// XVI International liquid crystal conference. - Kent, USA, 1.996. -P. 199.

43. Kashitsyn, A.S. The ultrasonic investigation of a magnetic field induced structural changes of a smectic С phase / A.S. Kashitsyn, S.V. Pasechnik, V.A. Balandin // XVI International liquid crystal conference. - Kent, USA, 1996.-P. 85.

44. Кашицын, А.С. Акустические параметры лиотропных жидкокристаллических систем / А.С. Кашицын, Н.В. Усольцева // Тезисы докладов региональной конференции "Актуальные проблемы химии, химической технологии и химического образования". -Иваново, 1996. - С. 72.

45. Kashitsyn, A.S. Acoustical parameters of disk-like mesogenic compound / A.S. Kashitsyn, O.B. Akopova // European liquid crystals conference. -Zakopane, Poland, 1997. - P.' 284.

46. Кашицын, А.С. Ультраакустика жидких кристаллов / А.С. Кашицын // Региональная конференция по жидким кристаллам. - Иваново, 1997. -С. И.

47. Кашицын, А.С. Анизотропные акустические параметры нематика в окрестности перехода в смектическую-А фазу / А.С. Кашицын // Региональная конференция по жидким кристаллам. - Иваново, 1997. -С. 27.

48. Кашицын, А.С. Использование датчика на основе жидких кристаллов для функциональной диагностики дыхательной системы человека / А.С. Кашицын // I международная научно-техническая конференция "Экология человека и природы". - Иваново, 1997. - С. 45.

49. Кашицын, А.С., Принципы построения дифференциальных датчиков давления на основе жидких кристаллов / А.С. Кашицын, С.В. Пасечник // П-Всероссийская научно-техническая конференция "Методы и средства измерений физических величин". - Н. Новгород, 1997.-часть 2.-С. 46.

50. Разработка метода функциональной диагностики дыхательной системы человека с использованием жидких кристаллов: отчет НИР (итоговый) / Ивановский гос. универ. (ИвГУ); рук. А.С. Кашицын. -Иваново, 1997. - 22 с. - № ГР-73/9/96. - Инв. № ИК02.9.70003894

51. Kashitsyn, A.S. Acoustic investigation of relaxation processes in polymorphic liquid crystal / A.S. Kashitsyn, S.V. Pasechnik // European conference "Liquid crystals and molecular materials". - Bayreuth, Germany, 1998. -P. 98.

52. Kashitsyn, A.S. Ultrasonic attenuation in the polymorphic liquid crystal near the phase transition to smectic-B / A.S. Kashitsyn,.S.V. Pasechnik // European conference on liquid crystals. - Greece, 1999. - P. C87.

53. Kashitsyn, A.S. The Ultrasonic investigation of the system with a multic-ritical NAC - point / A.S. Kashitsyn, S.V. Pasechnik // European conference on liquid crystals. - Greece, 1999. - P. 98.

54. Кашицын, А.С. Особенности низкочастотной поляризации жидкокристаллических диэлектриков / А.С. Кашицын // Тезисы докладов III международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы физики". - Саранск, 2001. - С. 84

55. Кашицын, А.С. Применение ЭВМ при исследовании жидких кристаллов акустическими методами I А.С. Кашицын // Тезисы докладов международной конференции "Применение современных информационных технологий в образовательном процессе и научных исследованиях". - Шуя, 2000. - С. 18.

Подписано к печати 7.09.2009 г. Формат 60x84/1 б. Бумага ксероксная. Печать ризография. Гарнитура Тайме. Усл. печ. листов 2. Тираж 120 экз. Заказ № 2063.

Издательство ГОУ ВПО «ШГПУ» 155908, г. Шуя Ивановской области, ул. Кооперативная, 24 Телефон (49351) 4-65-94

Отпечатано в типографии ГОУ ВПО «Шуйский государственный педагогический университет» 155908, г. Шуя Ивановской области, ул. Кооперативная, 24

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АКУСТИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ АНИЗОТРОПНЫХ ЖИДКОСТЕЙ.

1.1. Общие сведения о жидких кристаллах.

1.2. Математические модели описания акустических свойств ЖК.

1.3. Акустические характеристики НЖК.

1.4. Акустические характеристики смектиков.

1.5. Теоретические основы электрофизических свойств ЖК.

1.6. Объекты исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ДЛЯ АКУСТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ.

2.1. Акустический резонатор.

2.2. Импульсно-фазовый метод.

2.3. Моделирование акустического поля плоского излучателя.

2.4. Измерительно-вычислительный комплекс.

2.5. Диэлектрические измерения.

ГЛАВА 3. СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕЗОФАЗ.

3.1. Анизотропные акустические характеристики НЖК.

3.2. Смектики А.

3.3. Смектики С.

3.4. Влияние магнитного поля на смектик С.

3.5. Флуктуации смектических слоев.

ГЛАВА 4. АКУСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ НЕМАТИЧЕСКОЙ ФАЗЫ ТЕРМОТРОПНЫХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ.

4.1. Модели поведения акустических параметров в окрестности фазового перехода изотропная фаза-НЖК.

4.2. Температурная зависимость акустических параметров в окрестности фазового перехода изотропная жидкость-НЖК.

4.3. Динамические характеристики изотропной фазы в окрестности температуры просветления.

4.4. Динамические характеристики нематической фазы в окрестности перехода в изотропное состояние.

4.5. Фазовый переход НЖК в смектическую А фазу.

ГЛАВА 5. АКУСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ СМЕКТИЧЕСКИХ ФАЗ ТЕРМОТРОПНЫХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ.

5.1. Критическая термодинамика фазового перехода смектик А— смектик С.

5.2. Динамические свойства смектических фаз в окрестности ТАс.

5.3. Скорость ультразвука в окрестности ТАС.

5.4. Поглощение ультразвука в окрестности ТАС.

5.5. Динамические характеристики.

5.6. Фазовый переход смектик С — смектик В.

ГЛАВА 6. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕЗОФАЗ.

6.1. Равновесные диэлектрические свойства нематиков.

6.2. Равновесные диэлектрические свойства смектиков.

6.3. Динамические свойства мезофаз.

6.4. Акустическая и диэлектрическая релаксация.

ГЛАВА 7. ГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ЖК.

7.1. Лиотропный мезоморфизм.

7.2. Акустические параметры водно-аммиачных растворов производных фталоцианина меди.

7.3. Акустические параметры лиотропной системы на основе децилсульфата натрия.

7.4. Коэффициент поглощения ультразвука в бинарных системах термотропных мезогенов.

7.5. Скорость ультразвука в бинарных системах.

ГЛАВА 8. ПРИМЕНЕНИЕ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ МАЛЫХ ПЕРЕПАДОВ ДАВЛЕНИЯ.

8.1. Принципы построения дифференциальных датчиков давления на основе жидких кристаллов.

8.2. Характеристики измерительного тракта.

8.3. Управление характеристиками датчика с помощь электрического поля.

Современный этап развития исследований конденсированных сред характеризуется повышенным интересом к технологическому использованию разнообразных физико-химических свойств микро и наноструктур. Обычно для решения этой задачи используются современные методы локальной диагностики, которые базируются на изучении взаимодействия микрочастиц или коротковолнового электромагнитного излучения с объектом исследования. Информацию чаще всего получают из приповерхностных областей или от объектов в виде тонких пленок.

Возможности нелокальных методов диагностики структурных особенностей и динамических характеристик конденсированных сред, в которых возможно образование молекулярных агрегатов различной природы и пространственного масштаба, изучены значительно в меньшей степени. Исследование материалов, способных к образованию мезофаз различного типа симметрии, является одним из возможных направлений исследований такого плана. Жидкие кристаллы (ЖК), занимающие промежуточное положение между изотропными жидкостями и анизотропными твердыми кристаллическими телами, представляют уникальную возможность апробации нелокальных методик для установления локальных характеристик молекулярно структурированных сред.

Чаще всего мезогенные материалы исследуются методом поляризационной микроскопии, в основе которого лежит сопоставление вида оптических картин и типа симметрии расположения молекул или молекулярных агрегатов в тонком слое препарата. Фазовые переходы в этом случае регистрируются по динамике изменения наблюдаемых текстур. Изучение оптических картин при воздействии магнитного поля затруднительно, так как в этом случае ограничивающие жидкий кристалл поверхности всегда оказывают влияние на ориентацию молекул препарата.

Ультразвуковые методы позволяют получать информацию от объемных образцов в условиях, когда влиянием ограничивающих поверхностей можно пренебречь. На основе экспериментального измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука могут быть определены упругие параметры и коэффициенты вязкости, которые связаны с молекулярными характеристиками и межмолекулярным взаимодействием.

Динамические свойства среды характеризуют дисперсия звука и зависящие от частоты колебаний коэффициенты объемной вязкости, которые могут быть определены только акустическими методами. Для изучения вязкоупругих свойств мезофаз в магнитном поле экспериментальные методики, применяемые для изотропных жидкостей, необходимо модифицировать. Экспериментальный материал, полученный акустическими методами, относится к ограниченному кругу мезогенов. Таким образом, имеющиеся экспериментальные данные, являются недостаточно полными для решения задачи об установлении закономерностей мезоморфизма, структурных особенностей и динамических характеристик этих веществ.

Известно, что термотропный мезоморфизм могут проявлять соединения, относящиеся к различным классам веществ. Так некоторые представители ряда фениловых эфиров оксибензойной кислоты и некоторые вещества класса азометинов способны проявлять термотропные мезофазы различного типа симметрии. Исследование этих объектов акустическими методами позволяет получить дополнительную информацию о параметрах, входящих в различные теоретические модели, и на этой основе сделать выводы о закономерностях мезоморфного состояния. Акустические измерения позволяют получить важную информацию о процессах фазовых превращений и о закономерностях воздействия магнитного поля на упорядоченность анизометричных молекул ЖК.

Вопрос о необходимости изучения свойств лиотропных мезогенных систем приобрел особую актуальность после установления влияния фазового состояния ряда биологических структур и сред на некоторые физиологические процессы. Анизотропные свойства таких систем возникают в результате объединения молекул в анизометричные надмолекулярные агрегаты размера порядка 3.100 нм. Вязкоупругие свойства и динамические характеристики таких систем, а также влияние магнитного поля на упорядоченность надмолекулярных агрегатов мало изучены.

Электрофизические характеристики, так же, как и акустические параметры, оказываются чувствительными к типу молекулярной упорядоченности мезофаз и также могут быть отнесены к методам нелокальной диагностики. Механизмы диэлектрической поляризации и распространения упругих колебаний имеют релаксационную природу. Совместное использование таких методик позволяет получить дополнительные сведения о динамических и структурных особенностях мезогенов различного типа симметрии.

Большинство существующих в настоящее время теоретических моделей являются феноменологическими и не позволяют установить взаимосвязь между макроскопическими параметрами и микроскопическими характеристиками мезофаз различного типа симметрии. Выводы разработанных теорий требуют экспериментальной проверки, а для объяснения некоторых экспериментальных фактов требуется разработка соответствующих математических моделей. В частности, это относится к вопросу о воздействии магнитного поля на ориентационную структуру слоя смектической С (Sc) фазы.

Цель работы - выявление закономерностей мезоморфизма ориентированных магнитным полем жидких кристаллов акустическими и электрофизическими методами.

Задачи работы:

1. Определение характера температурно-частотных зависимостей акустических параметров в изотропной (I), нематической (N) и смектических (S) фазах термотропных мезогенов различных классов веществ.

2. Установление закономерностей изменений акустических параметров термотропных мезогенов в окрестности фазовых превращений.

3. Интерпретация экспериментальных результатов в рамках известных теоретических моделей.

4. Разработка и экспериментальная проверка модели воздействия магнитного поля на смектическую С (Sc) фазу.

5. Определение динамических характеристик процессов, ответственных за акустическую и диэлектрическую релаксацию в мезофазах различного типа симметрии.

6. Установление закономерностей поведения скорости и коэффициента поглощения ультразвука в гетерогенных мезогенных системах различной природы.

7. Разработка датчика переменного давления на основе ЖК и определение его рабочих характеристик.

Объекты исследования. В качестве объектов исследования выбраны мезогены, обладающие полимезоморфными свойствами, принадлежащие к различным классам веществ и не исследованные ранее акустическими и электрофизическими методами:

1. Производные ряда фениловых эфиров оксибензойной кислоты: 4-н-гексилоксифениловый эфир 4'-н-децилоксибензойной кислоты (Н-115); 4-н-бутилоксифениловый эфир 4'-н-нонилоксибензойной кислоты (Н-134), 4-н-гексилоксифениловый эфир 4'-н-октилоксибен-зойной кислоты (Н-114).

2. Бинарные системы на основе термотропных мезогенов Н-114 и Н-115.

3. Производные класса азометинов: 4-н-пентилоксибензилиден-4'-н-гексиланилин (ПБГА); 4-н-пентилоксибензилиден-4'-н-пентиланилин (ПБПА).

4. Соединения класса нитроазоксибензола: 4-н-бутаноилокси-4'нитроазоксибензол (БНБ) и 4-н-каприноилокси-4'-нитроазоксибензол (КНБ).

5. Лиотропные системы на основе производных фталлоцианина меди -СиФц(4-С00Н)4-ЫН40Н-Н20, СиФц (4-S03H)4-^0H-H20;

6. Мицеллярная система - децилсульфат натрия (ДСИа) - деканол -Na2S04 - Н20.

7. Термотропный мезоген, имеющий дискообразную форму молекул -2,3,5,6-тетра-н-гептаноилоксигидрохинон (ТГОГХ).

Методы исследования — экспериментальные методы молекулярной акустики, методы измерения диэлектрической проницаемости, оптическая поляризационная микроскопия; математическое и компьютерное моделирование, математическая статистика.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением апробированных методик измерения акустических и электрофизических параметров, применением статистических методов обработки результатов эксперимента, удовлетворительным соответствием экспериментальных данных известным теоретическим моделям и данным, полученным другими исследователями.

Научная новизна:

1. Установлен характер и проведена интерпретация температурных и частотных зависимостей акустических параметров мезогенов - производных ряда фениловых эфиров оксибензойной кислоты и вещества класса азометинов, включая области фазовых превращений.

2. Разработана модель отклика ориентационной структуры смектиче-ской С фазы на воздействие магнитного поля, основные выводы которой были подтверждены экспериментально для Sc фазы Н-115.

3. Получены температурные зависимости акустических параметров лио-тропных мезогенных систем — растворов производных фталоцианина меди и мицелярной системы на основе децилсульфата натрия.

4. Установлены закономерности изменения акустических параметров бинарных систем термотропных мезогенов ряда эфиров оксибензойной кислоты по линии переходов нематической фазы в смектические А и С фазы.

5. Выявлены закономерности температурно-частотного поведения главных значений тензора диэлектрической проницаемости производных фениловых эфиров оксибензойной кислоты, представителей класса азо-метинов, производных нитроазоксибензола, включая области фазовых превращений, и установлена корреляция времен акустической и диэлектрической релаксации в нематической фазе Н-115 и Н-134.

Практическая ценность: 1) Создан измерительно-вычислительный комплекс, оснащенный системой автоматизации проведения измерений акустических параметров анизотропных жидкостей. 2) Разработаны алгоритмы функционирования и пакет прикладных программ для акустического измерительно-вычислительного комплекса. 3) Предложен способ расчета дифракционных полей плоского акустического излучателя и компьютерная программа для его реализации. 4) Разработана конструкция акустической камеры, позволяющая проводить измерения угловых зависимостей акустических параметров в смектических фазах без термоциклирова-ния образца. 5) Предложена конструкция датчика переменного давления на основе оптических свойств нематической фазы. 6) Разработаны методические материалы и экспериментальные установки для лабораторного физического спецпрактикума. Положения, выносимые на защиту:

1. Особенности температурных и частотных зависимостей акустических параметров ориентированных магнитным полем мезофаз производных ряда фениловых эфиров оксибензойной кислоты и представителей класса азометинов.

2. Интерпретация экспериментальных данных о критической динамике фазовых переходов изотропная жидкость - нематик (I—N), нематик — смектик A (N-Sa), смектик А - смектик С (Sa-Sc), смектик С - смектик Z? (Sc-Sb) для мезогенов, относящихся к различным классам веществ.

3. Модель отклика ориентационной структуры Sc фазы на воздействие магнитного поля и результаты ее экспериментальной проверки.

4. Особенности температурных зависимостей скорости и коэффициента поглощения ультразвука в лиотропных мезогенных системах.

5. Закономерности поведения коэффициента поглощения ультразвука в бинарных системах на основе термотропных мезогенов ряда эфиров ок-сибензойных кислот по линии фазовых переходов, имеющей тройную NAC точку.

6. Взаимосвязь динамических характеристик акустической и диэлектрической релаксации в нематической фазе Н-115.

Личный вклад автора. Лично автору принадлежат: выбор направления работы; постановка цели и задач; методология и программа исследований; разработка конструкций нестандартных узлов и элементов измерительных приборов; разработка программного обеспечения для автоматизации эксперимента по определению акустических параметров мезогенных соединений; непосредственное проведение и координация всех экспериментов; анализ экспериментальных данных; проверка математических моделей; проведение вычислительных экспериментов; установление основных закономерностей; формулировка выводов. Построение математической модели отклика ориентационной структуры смектической С фазы на воздействие магнитного поля выполнено в соавторстве.

Апробация результатов работы проведена на следующих международных, всесоюзных, всероссийских конференциях, симпозиумах, совещаниях, семинарах:

5-я всесоюзная конференция "Жидкие кристаллы и их практическое использование" (Иваново, 1985); 9 межвузовский семинар по органическим полупроводникам (Горький, 1985); II всесоюзное совещание "Надмолекулярная структура и электрооптика жидких кристаллов" (Львов, 1986); всесоюзная конференция "Химия и применение неводных растворов" (Иваново, 1986); X межвузовский семинар по органическим полупроводникам (Горький, 1986); VI всесоюзная конференция "Жидкие кристаллы и их практическое использование" (Чернигов, 1988); 8th Liquid crystal conference of socialist countries (Krakow, Poland, 1989); European liquid crystal conf. (Courmayeur, Italy, 1991); Summer European liquid crystals conf. (Vilnius, Lithuania, 1991); XI Всесоюзная акустическая конференция (Москва, 1991), 14th International liquid crystals conference (Pisa, Italy, 1992); International conf. self-formation physics technology and application (Vilnius, Lithuania, 1992); Conference on liquid crystals «VIECIS», (Graz, Austria, 1992); межвузовская конференция "Ивановский государственный университет -региональный центр науки, культуры и образования" (Иваново, 1994), 15th International liquid crystals conf., (Budapest, Hungary, 1994); EC human capital and mobility network (London, UK, 1995); 16th International liquid crystal conference (Kent, USA, 1996); региональная конференция "Актуальные проблемы химии, химической технологии и химического образования" (Иваново, 1996); European liquid crystals conference (Zakopane, Poland, 1997); регион. конференция "ПЛЖК-20" (Иваново, 1997), международная научно-техническая конференция "Экология человека и природы" (Иваново,

1997); всероссийская, научно-техническая конференция "Методы и средства измерений физических величин" (Н.Новгород, 1997); III Международная конференция по лиотропным жидким кристаллам (Иваново, 1997); Conference on liquid crystals and molecular materials (Bayreuth, Germany,

1998); European conference on liquid crystals (Greece, 1999); международная конференция "Применение современных информационных технологий в образовательном процессе и научных исследованиях" (Шуя, 2000); III международная конференция "Фундаментальные и прикладные проблемы физики" (Саранск, 2001); всероссийская конференция "Учебный физический эксперимент" (Глазов, 2002, 2005, 2007), Международная конференция по лиотропным жидким кристаллам (Иваново, 2009).

Публикация результатов работы. Материалы исследований, представленные в диссертации, отражены в 55 работах, опубликованных в отечественных и зарубежных научных журналах, научно-технических сборниках, материалах, трудах, тезисах докладов на международных, всесоюзных, российских конференциях, совещаниях, семинарах, симпозиумах Общее количество публикаций из перечня российских и зарубежных изданий, рекомендованных ВАК для опубликования основных результатов диссертационных исследований, представляемых на соискание ученой степени доктора наук - 14.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 8 глав, заключение, список литературы, приложение. Объем диссертации составляет 298 страниц, включая 125 рисунков, 4 таблицы, библиографический список из 163 наименований.

ВЫВОДЫ. В результате теоретического анализа влияния ориентацион-ных изменений молекулярной упорядоченности НЖК в потоке:

- предложена конструкция датчика градиента давления газовой среды на основе НЖК;

- определены основные характеристики сенсора переменного давления инфра низкой частоты;

- показано, что электрическое поле является эффективным средством управления чувствительностью датчика.

Заключение

Проведенные экспериментальные исследования закономерностей мезоморфизма различной природы позволили выяснить возможности акустических методов для решения ряда задач физики жидких кристаллов. Важнейшую роль в получении новой информации играет доказательная интерпретация экспериментального материала с детальным учетом возможных источников ошибок эксперимента, особенно погрешностей систематического характера. Некоторые выводы, которые являются результатом количественной или качественной обработки экспериментальных данных акустических исследований мезоморфизма в рамках существующих теоретических моделей требуют проверки независимыми методами. Большая часть теоретических моделей, применяемых для описания акустических свойств жидких кристаллов, являются феноменологическими и не позволяют провести количественную оценку молекулярных параметров, определяющих природу мезоморфизма. Для интерпретации молекулярных моделей смектичесих фаз в макрообъеме необходимы специальные методики и дополнительные средства контроля характера пространственной упорядоченности образца. Информация, полученная при исследовании фазовых превращений мезофаз различного типа симметрии, подтверждает основные положения модели динамического скейлинга, в которой определяющую роль имеют флуктуации гидродинамических переменных. Проведенные исследоваия показали необходимость развития молекулярно-статистических представлений, которые допускают экспериментальную проверку. Проведенная работа показала, что потенциальные возможности акустических методов для решения задач физики мезоморфного состояния использованы не полностью.

Применение нескольких независимых методик для получения достоверной информации о закономерностях мезоморфизма имеет принципиальное значение, также как и поиск взаимосвязей между различными физическими свойствами мезофаз, установление которых, несомненно, позволит получить новые данные и продвинутся в понимании природы мезоморфного состояния. Применение акустических и диэлектрических методов, использованных в данной работе, является подтверждением этому. Дальнейшее развитие в исследовании мезофаз, по-видимому, можно получить при использовании ультразвука высокой частоты, когда длина волны упругих колебаний приближается к длине волны инфракрасного или видимого диапазона электромагнитного излучения, что в настоящее время экспериментально реализовать не представляется возможным.

Наконец, можно с уверенностью утверждать, что потенциальные возможности практического использования жидкокристаллических структур различного типа симметрии реализованы далеко не полностью. Вследствие лабильности молекулярной структуры в этом направлении представляется использование ЖК в качестве датчиков различного вида внешних воздействий.

Проведенная работа позволяет сформулировать следующие основные результаты и выводы:

1. Создан измерительно-вычислительный комплекс, включающий в себя стандартные измерительные приборы и нестандартные узлы, а также программное обеспечение функционирования системы, позволяющий проводить измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука анизотропных жидкостей по методике акустического резонатора и импульсно-фазового метода. Разработано программное обеспечение, позволяющее проводить расчет дифракционных полей и их вклад в поглощение ультразвука для реальной геометрии акустической камеры. Разработана конструкция акустической камеры для измерения параметров угловой зависимости скорости и коэффициента поглощения ультразвука в упорядоченных смектических фазах.

2. Получены значения скорости и коэффициента поглощения ультразвука в изотропной фазе и мезофазах различного типа симметрии в широком температурно-частотном интервале при воздействии магнитного поля, задающего направление преимущественной ориентации длинных осей молекул мезогенов, относящихся к классу азометинов и ряду фенило-вых эфиров оксибензойной кислоты. Проведенные измерения позволили установить характер температурной и частотной зависимости упругих и диссипативных параметров мезофаз, входящих в различные теоретические модели. Установлено, что при небольшом температурном интервале существования мезофазы, характер поведения акустических параметров мезофазы определяется процессами, характерными для фазовых превращений.

3. В нематической фазе в окрестности фазового перехода N-Sa обнаружена инверсия знака параметра ас и комбинации коэффициентов вязкости (/7з +r/4-Tjl - г)2), определяющих угловую зависимость скорости и коэффициента поглощения ультразвука.

4. Характер температурной зависимости коэффициента поглощения ультразвука в окрестности фазовых переходов термотропных мезогенов класса азометинов, производных фениловых эфиров оксибензойной кислоты и бинарных систем на их основе определяется температурной зависимостью времени релаксации процессов, связанных с флуктуациями параметра порядка.

5. Разработана и подтверждена экспериментально модель, описывающая зависимость поглощения ультразвука от величины и направления магнитного поля в смектической С фазе, основу которой составляет предположение о равномерном распределении нормалей к смектическим слоям Sc фазы относительно направления магнитного поля, задающего ориентацию длинных осей молекул мезофазы.

6. Получены экспериментальные подтверждения феноменологической модели фазового перехода Sa~Sc, учитывающей флуктуации параметра порядка смектических фаз. Показано, что экспериментально не удается разделить области слабых и развитых флуктуаций с целью проверки соответствующих выводов теоретической модели.

7. Упругие характеристики смектической В фазы ПБГА находятся в соответствии с теоретической моделью гексагональной упаковки молекул в слое, в то время как некоторые результаты измерения коэффициентов вязкости не могут найти свое объяснение в рамках этой модели.

8. Лиотропный мезоморфизм водно-аммиачных растворов производных фталоцианина меди не находит своего отражения на характере температурной зависимости скорости и коэффициента поглощения ультразвука. Это свидетельствует о том, что в проявлении мезоморфных свойств этих систем существенное значение оказывает влияние ограничивающих препарат поверхностей. Акустический метод позволяет регистрировать параметры процессов молекулярной агрегации в мицеллярных системах.

9. Характер температурной зависимости коэффициента поглощения ультразвука в бинарных системах на основе термотропных мезогенов ряда эфиров оксибензойных кислот по линиям фазовых переходов N-Sa и Sa—Sc в окрестности тройной NAC точки изменяется монотонно.

10.Характер температурной зависимости компонент тензора диэлектрической проницаемости производных фениловых эфиров оксибензойной кислоты, представителей класса азометинов, производных нитроазок-сибензола подтверждает основные положения модели, не учитывающей анизотропию локального поля. Времена акустической и диэлектрической релаксации в нематической фазе Н-115 и Н-134 имеют близкие значения, что свидетельствует о сходстве механизмов акустической и диэлектрической релаксации в НЖК.

11 .Предложена конструкция и определены основные характеристики датчика градиента давления газовой среды на основе жидких кристаллов.

Показано, что электрическое поле является эффективным средством управления чувствительностью датчика.

1. Чистяков И.Г. Жидкие кристаллы / И.Г.Чистяков // УФН. -1966. — Т. 89, №4. С. 563-602.

2. Де Жен П. Физика жидких кристаллов / П.Де Жен. М.: Мир, 1977. -400 с.

3. Чандрасекар С. Жидкие кристаллы / С.Чандрасекар. М. : Мир, 1980. -344 с.

4. Пикин С.А. Жидкие кристаллы / С.А.Пикин, М.Л.Блинов. М. : Наука, 1982.-280 с.

5. Сонин А.С. Введение в физику жидких кристаллов / А.С.Сонин. — М. : Высшая школа, 1983. — 320 с.

6. Chandrasekhar S. Nematic liquid crystals / S.Chandrasekhar // Polymers, liquid crystals, and low-dimensional solids. 1986. - №3. - P. 189-211.

7. Chandrasekhar S. Smectic liquid crystals / S.Chandrasekhar // Polymers, liquid crystals, and low-dimensional solids. 1986. — №3. - P. 221-237.

8. McMillan W.L. Simple molecular model for the smectic A phase of liquid crystals / W.L.McMillan // Phys. Rev. A. 1971. - Vol. 4, №3. - P. 12381246.

9. Lister J.D. Phase and phase transitions / J.D.Lister, R.J.Birgeneau // Phys. Today. 1982. - Vol. 35, №5. - P. 26-33.

10. KuzmaM.R. Mean-field study of molecular tilt in uniaxial liquid-crystalline phases / M.R.Kuzma, D.W.Allender // Phys. Rev. A. 1982. -Vol. 25, №5.-p. 2793-2800.

11. Longa L. One-particle description of antiferroelectric smectic-A phases / L.Longa, W.H.de Jeu // Phys. Rev. A. 1983. - Vol. 28, №4. - P. 23802392.

12. Ramaswamy S. Solidlike behavior in liquid layers: A theory of the yield stress in smectics / S.Ramaswamy // Phys. Rev. A. 1984. - Vol. 29, №3. -P. 1506-1513.

13. Limmer S. Proton NMR studies of smectic-C phases / S.Limmer, M.Findeisen // Cryst. Res. And Technol. 1983. - Vol. 18, №1. - P. 91-96.

14. Pelzl G. Tilt angle determination of a smectic-C phase by field-induced freedericksz transition and X-ray investigations / G.Pelzl, P.Kolbe, U.Preukschas, S.Diele, D.Demus // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1979. -Vol. 53.-P. 167-180.

15. Кац Е.И. Новые типы упорядоченности в жидких кристаллах / Е.И.Кац //УФН.- 1984. -Т. 142, вып. 1.-С. 99-129.

16. Усольцева Н.В. Жидкие кристаллы: дискотические мезогены / Н.В.Усольцева, О.Б.Акопова, В.В.Быкова, А.И.Смирнова, С.А.Пикин. Иваново : Изд-во ИвГУ, 2004. - 540 с.

17. Блинов. JI.M. Сегнетоэлектрические жидкие кристаллы / Л.М.Блинов, Л.А.Береснев // УФН. 1984. - Т. 134, вып. З.-С. 321-428.

18. Усольцева Н.В. Лиотропные жидкие кристаллы: химическая и надмолекулярная структура / Н.В.Усольцева. Иваново : Иван. гос. ун-т. — 1994.-220 с.

19. Bahadur В. First order phase change during isotropic-nematic and nematic-smectic-A transitions of NPOB / B.Bahadur // Phys. Lett. 1975. -Vol. 55A.-№>2 .P. 133-134.

20. Капустин А.П. Электрооптические и акустические свойства жидких кристаллов / А.П.Капустин. М. : Наука. - 1973. - 232 с.

21. Капустин А.П. Экспериментальные исследования жидких кристаллов / А.П.Капустин. М. : Наука. - 1978. - 368 с.

22. Богданов Д.Л. Акустические свойства жидких кристаллов во вращающемся магнитном поле / Д.Л.Богданов, Э.В.Геворкян, А.С.Лагунов // Акуст. журнал. 1980. Т. 26, вып. 1. - С. 28-34.

23. Богданов Д.JI. Ультразвук и динамические свойства жидких кристаллов в магнитных полях переменной ориентации при высоких давлениях : дис.док. физ.-мат. наук : 01.04.14 / Богданов Дмитрий Леонидович.-Москва, 1999.

24. Ландау Л.Д. Теория упругости / Е.М.Лифшиц М.: Наука, 1987. -248 с.

25. Ландау Л.Д. Об аномальном поглощении звука вблизи точек фазового перехода второго рода / Л.Д.Ландау, И.М.Халатников // ДАН СССР. — 1954.-Т. 96.-С. 469-477.

26. Maier W. Eine einfache molecular-statistische theorie der nematichen kristallinflussigen phase / W.Maier, F.Saupe // Z. Natuforschg. 1960. -Vol. 15A, №4. - P. 287-292.

27. Humphries R.L. Molecular field treatment of nematic liquid crystals / R.L.Humphries, P.G.James, G.R.Luchurst. // J. Chem. Soc. Farad. Transact., 1972.-Vol. 6.-P. 1031-1044.

28. Покровский B.H. К теории релаксационных процессов в молекулярных жидкостях и жидких кристаллах / В.Н.Покровский // ЖЭТФ. -1976.-Т. 71, вып. 5.-С. 1880-1882.

29. Покровский В.Н. Статистическая механика разбавленных суспензий / В.Н.Покровский М.: Наука, 1978. - 136 с.

30. Hess S. Fokker-Plank equation approach to flow alignment in liquid crystals / S.Hess //Z. Natur. for sch. -1976. Vol. 31 A. - P. 1034-1037.

31. ForsterD. Hydrodynamic theory of crystals / D.Forster, T.C.Lubensky, P.C.Martin, J.Swift, P.S.Pershan // Phys. Rev. Lett. 1971. - Vol. 26, №17 -P. 1016-1019.

32. Martin P.C. Unified hydrodynamic theory of crystals, liquid crystals and normal fluids / P.C.Martin, J.Parodi, P.S.Pershan // Phys. Rev. A. 1972. -Vol. 6, №6 -P. 2401-2420.

33. КацЕ.И. Динамика жидких кристаллов. / Е.И.Кац, В.В.Лебедев М.: Наука, 1988.- 144 с.

34. Mazenko G. Viscosities diverge as l/ш in smectic-A liquid crystals / G.Mazenko, S.Ramaswamy, J.Toner // Phys. Rev. Lett. 1982. - Vol. 49, №1. — P. 51-53.

35. Mazenko G. Breakdown of conventional hydrodynamics for smectic-A, hexatic-B, and cholesteric liquid crystals / G.Mazenko, S.Ramaswamy, J.Toner//Phys. Rev. A. 1983. - Vol. 28, №3.-P. 1618-1636.

36. Геворкян Э.В. Ориентационный порядок в системах с одномерной периодичностью (смектические жидкие кристаллы А) / Э.В.Геворкян // Жур. физ. химии. 1978. - Т. LII, №4. - С. 1056-1057.

37. КацЕ.И. Нелинейная динамика смектических жидких кристаллов / Е.И.Кац, В.В.Лебедев // ЖЭТФ. 1983. -Т. 85, вып. 6. - С. 2019-2031.

38. Frank F.C. On the theory of liquid crystals / F.C.Frank // Discus. Faradey soc. 1958. - Vol. 25. - P. 19-28.

39. Leslie F.M. Some constitutive equations for liquid crystals / F.M.Leslie // Archive for Rational Mechanics and Analysis. 1968. - Vol. 28, № 4. -P. 265-283.

40. Parodi O. Stress tensor for a nematic liquid crystals / O.Parodi // J. Phys. (Fr.)- 1970.-Vol. 31.-P. 581-584.

41. Forster D. Microscopic theory of flow alignment in nematic liquid crystals / D.Forster // Prys. Rev. Lett. 1974. - Vol. 32, №21. - P. 1161-1164.

42. Forster D. Hydrodynamics of liquid crystals / D.Forster, T.S.Lubensky, P.C.Martin, J.Swift, P.S.Pershan // Phys. Rev. Lett. 1977. - Vol. 26. -№17. - P. 1017-1019.

43. Ericsen J.L. Continuum theory of nematic liquid crystals / J.L.Ericsen // Res. Mech. 1987. - Vol. 21. - P. 381-392.

44. Miyano K. Ultrasonic study of liquid crystals / K.Miyano, J.B.Ketterson. // Phys. Rev. A. 1975. - Vol. 12, №2. - P. 615-634.

45. Степанов В.И. Кинетическая теория вязкоупругих свойств нематиче-ских жидких кристаллов / В.И.Степанов // Статистические и динамические задачи упругости и вязкоупругости. Свердловск, 1983 -С. 54-68.

46. Степанов В.И. Кинетическая теория динамических свойств нематиче-ских жидких кристаллов / В.И.Степанов (Препринт / УНЦ АН СССР, Инст. мех. сплош. сред) // К статистической теории термотропных жидких кристаллов. Свердловск. - 1982. - С. 39-61.

47. Кожевников Е.Н. Критическая анизотропия скорости и поглощения звука в нематическом жидком кристалле / Е.Н.Кожевников // Акуст. журнал. 1990. -Т. 36, вып. 3. - С. 458-462.

48. Кожевников Е.Н. Статистическая теория акустической анизотропии нематического жидкого кристалла / Е.Н.Кожевников // Акуст. журнал. -1994.-Т. 40, №4.-С. 613-618.

49. Кожевников Е.Н. Релаксация углового распределения молекул нематического жидкого кристалла в звуковом поле / Е.Н.Кожевников // Акуст. журнал. 1994. - Т. 40, №3. - С. 412-416.

50. Геворкян Э.В. Акустические свойства смектических жидких кристаллов / Э.В.Геворкян // Применение ультраакустики к исследованию вещества: Сб. научных трудов / М. : Всес. заоч. машиностр. ин-т. — 1980, вып. 30 С. 89-99.

51. Геворкян Э.В. Магнитоакустические свойства нематических и смектических жидких кристаллов // Применение ультраакустики к исследованию вещества : Сб. научных трудов / М. : Всес. заоч. машиностр. ин-т. 1981, вып. 31 - С. 64-77.

52. Лебедев В.В. Диаграммная техника для описания гидродинамики флуктуаций / А.И.Сухоруков, И.М.Халатников // ЖЭТФ. 1983. -Т. 85, вып. 5.-С. 1590-1596.

53. КацЕ.И. Нелинейная динамика смектиков / В.В.Лебедев // Письма в

54. ЖЭТФ. 1983. - Т. 37. - С. 594-598.

55. Ramaswamy S. Smectic-A and smectic-C always glasses / J.Toner // Phys. Rew. Lett. 1984. - Vol. 53, №5. - P. 477-480.

56. Дебай П. Полярные молекулы / П.Дебай. M.-JI. - 1931. - 356 с.

57. Цветков В.Н. К теории диэлектрической анизотропии нематических жидких кристаллов / В.Н.Цветков // Вестник ЛГУ. 1970. - №4. — С. 26-37.

58. Цветков В.Н. Диэлектрические и оптические свойства нематиков / В.Н.Цветков, Е.И.Рюмцев // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И.Менделеева. 1983. - №2. - С. 94-98.

59. Кузнецов А.Н., Лифшиц В.А., Ческиз С.Г. К теории анизотропии диэлектрической проницаемости нематических жидких кристаллов / А.Н.Кузнецов, В.А.Лифшиц, С.Г.Ческиз // Кристаллография. 1975. -Т.20, вып. 2.-С. 231-237.

60. De Jeu W.H. Influence of smectic order on the static dielectric permittivity of liquid crystals / W.H.DeJeu, W.J.Goosens, P.Bordewijk // J. Chem. Phys. 1974.-Vol. 61, №5.-P. 1985-1989.

61. Benguingu L. Theory of the dielectric constant of the smectic phases and comparison with experiments / L.Benguingui // J. Phys. (Fr.) — 1979. -Vol. 40.-P. 705-711.

62. БарникМ.И. Диэлектрические свойства многокомпонентных смесей нематических жидких кристаллов / М.И.Барник, Л.М.Блинов, А.В.Иващенко, И.М.Штыков // Кристаллография. 1979. - Т. 24, вып. 4.-С. 811-815/

63. Bata L. Dielectric permittivity and relaxation phenomena in smectic phases / L.Bata, A.Buka // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1981.-Vol. 63.-P. 307-320.

64. Киржниц Д.А. Общие свойства электромагнитных функций отклика / Д.А.Киржниц // УФН. 1987. - Т. 152, вып. 3. - С. 399-422.

65. Ноздрев В.Ф. Молекулярная акустика / В.Ф.Ноздрев, Н.В.Федорищенко. -М. : Высшая школа, 1974. -288 с.

66. EggersF. Ultrasonic measurements with millimeter liquid samples in 0,5100 MHz range / F.Eggers, Th.Funk // Rev. Sci. Instrum. 1973. -Vol. 44, №8.-P. 969-977.

67. Кононенко B.C. Ультразвуковая дифракция в интерферометре / B.C. Кононенко // Применение ультраакустики к исследованию вещества : Сб. научных трудов / М. : Всесоюз. заоч. машиностр. ин-т. — 1981. -Вып. 31.-С. 18-22.

68. Кононенко B.C. Прецизионный метод измерения коэффициента поглощения ультразвука в жидкостях на частотах 0,1^20 МГц / В.С.Кононенко // Акуст. журнал. -1987. Т. 23, вып. 4. - С. 688-694.

69. Шмелев О.Я. Анизотропное распространение ультразвука в жидких кристаллах, имеющих фазовый переход нематик смектик А : дис.канд. физ.-мат. наук : 01.04.15 / Шмелев Олег Яковлевич - М., 1983.- 130 с.

70. Троуэлл Р. Ультразвуковые методы в физике твердого тела / Р.Тро-уэлл, Ч.Эльбаум, Б.Чик. М. : Мир, 1972. - 307 с.

71. Шмелев О.Я. Автоматическая установка для измерения акустических параметров анизотропных жидкостей / О.Я. Шмелев // Изм. техника. — 1988.-№11.-С. 57-59.

72. МаловВ.В. Пьезорезонансные датчики / В.В.Малов. М. : Энергия, 1977- 196 с.

73. Кашицын А.С. Метод регистрации анизотропных вязкоупругих параметров смектических фаз жидких кристаллов / А.С.Кашицын,

74. Г.Г.Коротков // Учебный эксперимент в высшей школе : научно-методический журнал. — 2004. — №1. — С. 50-57.

75. Шмелев О .Я. Кварцевый измеритель температуры / О.Я.Шмелев,

76. B.И.Прокопьев // ПТЭ. 1985. - №5. - С. 209-210.

77. Браун В. Диэлектрики / В.Браун. М. : Иностр. литерат, 1961. - 326 с.

78. Кашицын А.С. Анизотропия диэлектрической проницаемости четвертого и десятого гомологов ряда п/ ацилокси- п/ -нитроазоксибензола / А.С.Кашицын, В.И.Бобров // Межвузовский сборник статей "Жидкие кристаллы". - Иваново, 1985. - С. 33-40.

79. Nagai S. Ultrasonic investigation of nematic liquid crystals in the isotropic and nematic phases / S.Nagai, P.Martinoty, S.Candau // J. Phys.(Fr.). -1976. Vol. 37. - №. 6. - P. 769-780.

80. Castro C.A. Ultrasonic attenuation anisotropy in a nematic liquid crystal /

81. C.A.Castro, A.Nikata, C.Elbaum // Phys. Rev. A. 1978. - Vol. 17, №1. -P. 353-362.

82. Пасечник C.B. Анизотропный характер скорости ультразвука в окрестности фазового перехода нематик-смектик А / С.В.Пасечник,

83. B.А.Баландин//ЖЭТФ.- 1982.-Т. 83, №1(7).-С. 195-201.

84. Balandin V.A. Acoustic investigations of relaxation processes in regions of polymorphic transformations of nematics / V.A.Balandin, S.V.Pasechnik, O.Ya.Shmelyoff // J. Phys.(Fr.) 1985. - Vol. 46. - P. 583-585.

85. Капустин А.П. Акустика жидких кристаллов / А.П.Капустин, О.А. Капустина. М. : Наука, 1986. - 248 с.

86. Пасечник С.В. О связи диссипативных коэффициентов с анизотропными акустическими параметрами нематического жидкого кристалла /

87. C.В.Пасечник, В.И.Прокопьев, О.Я.Шмелев, В.А Баландин // Журнал физ. химии.-1987.-Т. LXI.-№1.-C. 1675-1677.

88. Кашицын А.С. Анизотропия поглощения ультразвука и релаксационные процессы в МББА / А.С.Кашицын, С.В.Пасечник // Вопросы физики формообразования и фазовых превращений / Сб. научных трудов / Калинин, гос. ун-т. 1988. - С. 103-108.

89. Романов В.П. Анизотропия скорости звука в нематической фазе жидких кристаллов / В.П.Романов, С.В.Ульянов // Акуст. журнал. -1991. -Т. 37, №2.-С. 387-393.

90. Бобров В.И. Дилатометр для жидких кристаллов / В.И.Бобров, А.С.Кашицын // Известия вузов, серия "Химия и химическая технология". 1978. - Т. 21, вып. 12.-С. 1828-1830.

91. Limmer S. Proton NMR studies of smectic С phases / S.Limmer, M.Fin-deisen //Cryst. Res. Technol. 1983. - Vol. 18.-№1.-P. 91-96.

92. Pelzl G. Tilt angle determination of smectic С phase by fild-induced Freed-ericsz transition and X-ray investigations / G.Pelzl, P.Kolbe, S.Diele, D.Demus //Mol Cryst. Liq. Cryst. 1979. - Vol. 53. - P. 167-180.

93. Pasechnik S.V. The dinamics of a smectic С phase and ultrasonic absorption in a rotation magnetic field / S.V.Pasechnik, A.S.Kashitsyn // European Liquid Crystal Conference, Courmayur, Italia, 1991. - P. 87.

94. Gevorkian E.V. The hysteresis of acoustic parameters and bistability of smectic С liquid crystals in a magnetic field / E.V.Gevorkian, A.S.Kashitsyn, S.V.Pasechnik, V.A.Balandin // Europhys. Lett. 1990. - Vol. 12, №4.-P. 353-356.

95. Геворкян Э.В. Бистабильность и гистерезис акустических параметров смектических жидких кристаллов в магнитном поле / Э.В. Геворкян, А.С. Кашицын // Доклады XI Всесоюзной акустической конференции. Секция Г. 1991.-С. 71-74

96. Pasechnik S.V. Measurement of acoustical parameters at reorientation of the smectic С phase / S.V.Pasechnik, V.A.Balandin, A.S.Kashitsyn // Mol. Cryst. Liq. Cryst, 1990. - Vol. 192. - P. 89-93.

97. Kashitsyn A.S. The ultrasonic investigation of a magnetic field induced structural changes of a smectic С phase / A.S.Kashitsyn, S.V.Pasechnik, V.A.Balandin // Mol. Crys. Liq. Crys. 1997. - Vol. 303. - P. 109-114.

98. Pasechnik S.V. Acoustic study of reorientation in a smectic С phase in a rotating magnetic field / S.V.Pasechnik, V.A.Balandin, A.S.Kashitsyn // Liq. Cryst. 1989. - Vol. 6, №6. - P. 727-730.

99. Bhattacharya S. Anomalous damping of sound in smectic A liquid crystals: breakdown of conventional hydrodynamics? / S.Bhattacharya, J.B.Ket-terson // Phys. Rev. Lett. 1982. - Vol. 49. - P. 997-1000.

100. Gallani J.L. Ultrasonic study of the breakdown of conventional hydrodynamics in the smectic A phases of terephtal-bis-p-p'-butilaniline (TBBA) / J.L.Gallani, P.Martinoty // Phys. Rev. Lett. 1985. - Vol. 54, №4. -P. 333-336.

101. Collin D. Nonconventional hydrodynamics of smectic A phases of liquid crystals: an experimental study of various compounds with use ultrasound / D.Collin, J.L.Gallani, P.Martinoty // Phys. Rev. A. 1986. - Vol. 34, №3. -P. 2255-2264.

102. Matsushita M. A note on the microscopic derivation of sound attenuation near the clear point in nematics / M.Matsushita // Phys. Lett. — 1978. — Vol. 65A. -№ 2. P. 149-151.

103. Matsushita M. Critical dynamics of the order parameter fluctuations and anomalous sound propagation of nematics just above the clearing point / M.Matsushita//J. Chem. Phys. 1979. - Vol. 71.- №10. - P. 4066-4074.

104. Eden D. Ultrasonic investigation of the nematic-isotropic phase transition in MBBA / D.Eden, C.W.Garland, R.S.Williamson // J. Chem. Phys. -1973. -Vol. 58, №5. P. 1861-1868.

105. Thiriet Y. Ultrasonic study of the nematic-isotropic phase transition in PAA / Y.Thiriet, P.Martinoty // J. Phys.(Fr.). 1979. - Vol. 40. - P. 789-797.

106. Анисимов M.A. Универсальность критической динамики в нематиче-скях жидких кристаллах / М.А.Анисимов, В.П.Воронов, А.С.Голь-дштейн, Е.Е.Городецкий, Ю.Ф.Кияченко, В.М.Меркулов // ЖЭТФ. -1984. Т. 87, вып. 6. - С. 1969-1983.

107. Анисимов М.А. Критические явления в жидкостях и жидких кристаллах / М.А.Анисимов. М. : Наука, 1987. - 245 с.

108. Anisimov М.А. Universality of the critical dynamics and the nature of the nematic-isotropic phase transition / M.A.Anisimov // Mol. Cryst. Liq. Cryst.-1987.-Vol. 146.-P. 435-461.

109. Алексеев Н.И. Поглощение ультразвука в жидких кристаллах вблизи точки перехода изотропная жидкость нематик./ Н.И.Алексеев,

110. B.П.Романов, С.В.Ульянов // Акуст. журнал. 1988. - Т. 34, № 3.1. C. 398-401.

111. Пасечник С.В. Критическая динамика и акустические параметры не-матика в окрестности температуры просветления / С.В.Пасечник, В.А.Баландин, В.И.Прокопьев, О.Я.Шмелев // Журнал физ. химии -1989. Т. LXIII, №2. - С. 471-475.

112. Ландау JI.Д. Теоретическая физика: Гидродинамика / Л.Д.Ландау,

113. Е.М.Лифшиц / М. : Наука, 1986. - Т. VI, глава VIII. - 736 с.

114. Birgeneanu R.J. Critical behavior near the nematic-smectic A transition in butyloxibenzylidene octylaniline (40.8) / R.J.Birgeneanu, C.W.Garland, G.B.Kasting, B.M.Ocko // Phys. Rev. A. 1981. - Vol. 24, №5. - P. 26242634.

115. Halperin B.I. First order phase transition in superconductors and smectic A liquid crystals / B.I.Halperin, T.C.Lubensky, S.K.Ma // Phys. Rev. Lett. -1974. Vol. 32. - P. 292-295.

116. McMillan W.L. Time-depend Landau theory for smectic A-nematic phase transition / W.L.McMillan // Phys. Rev. A. 1974. - Vol.9, №.4. -P. 1720-1724.

117. JahnigF. Critical elastic constants and viscosities above a nematic-smectic A transition of second order / F.Jahnig, F.Brochard // J. Phys. (Fr.) 1974.-Vol. 35.-P. 301-313.

118. Jahnig F. Critical damping of first and second sound at a smectic A-nematic phase transition / F.Jahnig // J. Phys. (Fr.) 1975. - Vol. 36. - P. 315-324.

119. Swift J. Sound attenuation and dispersion near the nematic-smectic A phase transition of a liquid crystal / J.Swift, В.J.Mulvaney // J. Phys. (Fr.) Lett. 1979. - V. 40, № 13. - P. 287-290.

120. Swift J. Anisotropic dispersion and attenuation of sound near the nematic-smectic A phase transition / J.Swift, B.J.Mulvaney // Phys. Rev. B. 1980. -Vol. 22,№9. - P. 4523-4526.

121. Kiry F. Ultrasonic attenuation in CBOOA near the nematic-smectic A transition / F.Kiry, P.Martinoty // J. Phys. (Fr.) 1978. - Vol. 39, №9. -P. 1019-1035.

122. Martinoty P. Relative behavior of sound absorption and dispersion near the nematic-smectic A phase transition in TBBA and CBOOA: comment and new result / P.Martinoty // J. Phys. Lett.(Fr.) 1979. - Vol. 40 - P. 291296.

123. Bhattacharya S. Critical attenuation and dispersion of longitudinal ultrasound near a nematic-smectic A phase transition / S.Bhattacharya, B.K.Sarma, J.B.Ketterson // Phys. Rev. B. 1981. - Vol.23, № 5. -P. 2397-2412.

124. Пасечник C.B. Анизотропный характер скорости ультразвука в окрестности фазового перехода нематик-смектик А / С.В.Пасечник,

125. B.А.Баландин // ЖЭТФ. 1982. - Т.83, №1(7) - С. 195-201.

126. Balandin V.A. Acoustic investigations of relaxation processes in regions of polymorphic transformations of nematics / V.A.Balandin, S.V.Pasechnic, O.Ya.Shmelyoff // J. Phys. (Fr.). 1985. - Vol. 46. - P. 583-588.

127. Баландин В.А. Низкочастотные акустические параметры нематика в окрестности фазового перехода нематик смектик А / В.А.Баландин,

128. C.В.Пасечник, В.И.Прокопьев, О.Я.Шмелев // Акуст. журнал. 1987. -Т. 23, вып. 4-С. 583-587.

129. Balandin V.A. Ultrasound absorption anisotropy in the vicinity of smectic

130. A-nematic transition / V.A.Balandin, S.V.Pasechnic, V.I.Prokopjev, O.Ya.Shmelyoff // Liq. Cryst. 1988. - Vol. 3,№10.-P. 1319-1325.

131. Meyer RJ. Simple molecular theory of the smectic С, В and H phases / RJ.Meyer, W.L.McMillan // Prys. Rev. A. 1974. - Vol. 9, №2. - P. 899906.

132. Priest R.J. Simple model for the smectic A-smectic С phase transition / R.J.Priest // J. Phys. (Fr.) 1975. - Vol. 36, №5. - P. 437-440.

133. Anderek B.S. Propagation and attenuation of sound near the smectic A-smectic С phase transition in liquid crystals / B.S.Anderek, J.Swift // Phys. Rev. A. 1982.-Vol. 25, №2.-P. 1084-1091.

134. КацЕ.И. Теория фазового перехода Sa-Sc / Е.И.Кац, В.В.Лебедев // ЖЭТФ.- 1986.-Т. 90, вып. 1.-С. 111-123.

135. Гурович Е.В. Критическая динамика при фазовом переходе смектик А-смектик С / Е.В.Гурович, Е.И.Кац, В.В.Лебедев // ЖЭТФ. -1988. Т. 94, вып.4. - С. 167-181.

136. Safinya C.R. Yigh-resolution X-ray study of a smectic A-smectic С phase transition / C.R.Safinya, M.Kaplan, J.Als-Nielsen, R.J.Birgeneau, D.Davidov, D.L.Jonson, M.Neubert // Phys. Rev. B. 1980. -Vol. 21, №9. -P. 4149-4153.

137. PelzlG. Tilt angle determination of a smectic С phase by field-induced Frederikzs transition and X-ray investigations / G.Pelzl, P.Kolbe, U.Preukschas, S.Diele, D.Demus // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1979. -Vol. 53.-P. 167-180.

138. LimmerS. Proton NMR studies of smectic С phases / S.Limmer, M.Findeisen//Cryst. Res. Technol. 1983.-Vol. 18, №1,- P. 1251-1254.

139. Garlane Y. Interferometric measurements at a smectic A-smectic С phase transition / Y.Garlane // Phys. Rev. A. 1981. - Vol. 24, №4. - P. 22842286.

140. Lockhart Т.Е. Measurement of refractive indices and relation to orientational order at smectic A-smectic С transitions / T.E.Lockhart, E.Gelerinter, M.E.Neubert // Phys. Rev. A. 1982. - Vol. 25, №4. -P. 2262-2271.

141. Anisimov M.A. Adiabatic calorimetry measurements in the vicinity of the nematic-smectic A-smectic С multicritical point / M.A.Anisimov, V.P.Voronov, A.O.Kulkov, F.Kholmurodov // J. Phys. (Fr.) 1985. -Vol. 46, №12.-P. 2137-2143.

142. Nounesis G. Heat-capacity studies near smectic A-smectic С phase transition of azoxy-4, 4/-di-undecyl-a-methylcinnamate (AMC-11) / G.Nounesis, C.C.Huang, T.Pitchford, E.Hoobbie, S.T.Laggerwall // Phys. Rev. A. -1987. Vol. 35, №3. - P. 1441-1443.

143. Sasho S. Ultrasonic attenuation near the smectic A-to С transition temperature of TTBA and TBPA / S.Sasho, M.Matsushita, Y.Sawada // Phys. Lett. 1982. - Vol. 93, №1. - P. 27-29.

144. Баландин В.А. Критическое поглощение первого звука в окрестности фазового перехода смектик А-смектик С / В.А.Баландин, Е.В.Гурович,

145. A.С.Кашицын, С.В.Пасечник, О.Я.Шмелев // Письма в ЖЭТФ. 1989. -Т. 49, вып.1.-С. 30-33.

146. Баландин В.А. Экспериментальное исследование критической динамики в окрестности фазового перехода смектик А-смектик С /

147. B.А.Баландин, Е.В.Гурович, А.С.Кашицын, С.В.Пасечник, А.А.Та-бидзе, А.С.Гольдберг // ЖЭТФ. 1990. - Т. 98, вып.2(8). - С. 485-515.

148. Balandin V.A. An ultrasonic investigation of the critical behavior of the elastic moduli near smectic C-smectic A phase transition / V.A.Balandin, E.V.Gurovich, A.S.Kashitsyn, S.V.Pasechnik // Liq. Cryst. 1991. -Vol. 9, №4. - P. 551-564.

149. Пикин С.А. Структурные превращения в жидких кристаллах / С.А.Пи-кин.-М. : Наука, 1981.-336 с.

150. Табидзе А.А. Угловая зависимость упругих и диссипативных свойствкристаллических смектиков В / А.А.Табидзе, Э.В.Геворкян, В.А.Баландин, Г.П.Абрамкин, А.С.Кашицын // Кристаллография. 1992. -Т. 37, вып. 2. - С. 463-469.

151. Кашицын А.С. Ультразвук в кристаллическом смектике В /

152. A.С. Кашицын // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2009, № 1. - С. 42-46.

153. Кашицын А.С. Акустические параметры смектика В / А.С. Кашицын // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2008. -вып. 3(25). - С. 60-67.

154. Ibrahim I.H. On the molecular polarizability of nematic liquid crystals / I.H.Ibrahim, W.Haase // Mol. Cryst. Liq. Ciyst. 1981. - Vol. 66. - P. 189198.

155. Murthy V.R. Polarizability of a few nematic liquid crystals / V.R.Murthy, S.V.Naidu, R.R.Reddy // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1980. - Vol. 80. - P. 2732.

156. BataL. Rotatory motion of molecules about their short axis by dielectric and splay viscosity measurements / L.Bata, A.Buka, G.Molnar // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1977.-Vol. 38.-P. 155-162.

157. Кашицын А.С. Акустическая и диэлектрическая релаксация в жидких кристаллах / А.С. Кашицын // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2008, № 6. - С. 53-58.

158. Balandin, V.A. Anisotropy of acoustical parameters and dynamics of the nematic phase in MBBA / V.A. Balandin, A.S. Kashitsyn, S.V. Pasechnik // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1990. - Vol. 191.-P. 371-375.

159. Ивков В.Г. Динамическая структура липидного бислоя / В.Г.Ивков, Г.Н.Берестовский. М. : Наука. -1981. - 293 с.

160. Кузнецов B.C. Термодинамические характеристики истинных водных растворов децилсульфата натрия / В.С.Кузнецов, Н.В.Усольцева,

161. B.В.Быкова//Журнал физ. химии. 2002. - Т. 76, №6. - С. 1067-1071.

162. Смирнова А.И. Синтез и жидкокристаллические свойства медного комплекса тетра-4-(н-алкоксикарбонил) фталоцианинов. / А.И.Смирнова, В.Е.Майзлиш, Н.В.Усольцева и др. //Известия РАН, Серия химическая, 2000. - №49(1). - С. 132-139.

163. Бражников Н.И. Физические и физико-химические методы контроля, состава и свойств вещества. Ультразвуковые методы / Н.И.Бражников М. : Энергия, 1965. 248 с.

164. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей Л./ Я.И.Френкель. М. : Наука, 1975.-592 с.

165. Kashitsyn A.S. Acoustical properties in the region of phase transitions in the aqueous systems of lyotropic mesogenes / A.S.Kashitsyn, N.V.Usortseva, V.V.Bykova, G.A.Ananjeva, L.N.Zukova// Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1995. - Vol. 260. - P. 595-603.

166. Пасечник С.В. Особенности критического поглощения ультразвука в жидкокристаллической бинарной системе, образующей NAC-точку / С.В.Пасечник, В.А.Баландин, А.С.Кашицын, С.Ш.Чахоян // Журн. физ. химии. 1994. - Т. 68, №2. - С. 335-339.

167. Пасечник С.В. Ориентационная неустойчивость в нематическом жидком кристалле в затухающем пуазейлевском потоке / С.В.Пасечник,

168. A.П.Крехов, Д.В.Шмелева, И.Ш.Насибуллаев, В.А.Цветков // ЖЭТФ. 2005. - Т. 127, вып. 4. - С. 907-914.

169. Пат. 2036447 РФ, МКИ6 CI G 01 L 11/00 Способ измерения давления /

170. B.А.Баландин, С.В.Пасечник, Э.В.Геворкян (РФ). №93003837/10; заявлено 26.01.93; опубл. 27.05.95. - 5 с.

171. Разработка метода функциональной диагностики дыхательной системы человека с использованием жидких кристаллов: отчет НИР (итоговый) / Ивановский гос. ун-т. (ИвГУ); рук. А.С. Кашицын. Иваново, 1997. -22 с.-№ ГР-73/9/96. -Инв. № ИК02.9.70003894