Структура и физические свойства эмульсий жидких кристаллов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

МАКСИМОЧКИН ГЕННАДИЙ ИВАНОВИЧ

СТРУКТУРА И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭМУЛЬСИЙ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ

01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

005553112

9 ОКТ 2014

Москва -2014

005553112

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Московский государственный университет приборостроения и информатики

Научный консультант: Пасечник Сергей Вениаминович,

доктор физико-математических наук, профессор, ФГБОУ ВПО Московский государственный университет приборостроения и информатики

Официальные оппоненты: Пожидаев Евгений Павлович,

доктор физико-математических наук, ФГБУН Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, ведущий научный сотрудник

Ларионов Алексей Николаевич, доктор физико-математический наук, профессор, ФГБОУ ВПО Воронежский государственный авиационный университет им. Императора Петра I, заведующий кафедрой физики

Кашицын Александр Станиславович, доктор физико-математических наук, доцент ФГБОУ ВПО Ивановский государственный университет, Шуйский филиал, заведующий кафедрой математики, физики и методики обучения

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

Учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук

Защита диссертации состоится «23» декабря 2014 г. в 15-00 на заседании диссертационного совета Д 212.155.07 в Московском государственном областном университете по адресу: 105005, Москва, ул. Радио, д. 10а.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Московского государственного областного университета.

Автореферат разослан « » сентября 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета л

кандидат физико-матических наук, доцент и 3 ^ Барабанова Н.Н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Экспериментальное исследование физических свойств неупорядоченных неорганических и органических дисперсных систем на основе жидких кристаллов (ЖК) представляет собой актуальную задачу физики конденсированного состояния. Эмульсии жидких кристаллов (ЭЖК) - это дисперсные системы, широко распространенные в живой природе и представляющие значительный интерес для технических приложений. Структура и свойства ЖК в дисперсных системах, в том числе в эмульсиях, зависят от параметров дисперсности и характера взаимодействия на границах раздела фаз. В составе микродисперсных систем ЖК проявляют высокую чувствительность к внешним воздействиям: температуры, магнитного и электрического полей, к влиянию примесей немезогенной природы. Их ориентационная структура и физические свойства могут претерпевать значительные изменения с ростом дисперсности эмульсии. В последние годы проявился значительный интерес к изучению структуры и физических свойств дисперсных ЖК систем, рассматриваемых как активные среды для дисплеев, биосенсоров, микролазеров, оптических окон с регулируемой прозрачностью и оптоволоконных устройств. К настоящему времени наиболее полно исследованы структура и свойства дисперсных систем: ЖК/полимеры (РБЬС), ЖК/пористые стекла, ЖК/пористые полимерные пленки, твердые частицы /ЖК.

Степень разработанности темы исследования. К моменту начала наших работ значительно меньше были исследованы структура и свойства эмульсий, содержащих в качестве одной из фаз жидкий кристалл. Особенно это касается эмульсий микронной и субмикронной дисперсности, при фазовых переходах, при воздействии электрического поля. Взаимная растворимость компонентов ЭЖК также может приводить к изменениям свойств и структурных характеристик ЖК. При решении ряда теоретических и прикладных задач необходимо знание как динамических, так и равновесных свойств ЭЖК.

В экспериментальных исследованиях структуры, статических (равновесных) и динамических (релаксационных) свойств жидких и жидкокристаллических систем хорошо зарекомендовали себя методы акустической спектроскопии (молекулярной акустики), фотонной корреляционной спектроскопии (динамического рассеяния света) и поляризационной микроскопии, выбранные нами в качестве основных методов исследования. Однако вопрос применимости этих методов к изучению ЭЖК различной дисперсности остается слабо разработанным. Особенно это касается возможности изучения структуры и свойств ЭЖК предельно высокой, субмикронной, дисперсности методами акустической спектроскопии и фотонной корреляционной спектроскопии, исследования термооптических и электрооптических характеристик ЭЖК с каплями ЖК субмикронных размеров.

Важным частным случаем эмульсий ЖК является дисперсная система, образованная сосуществующими изотропной и нематической фазами ЖК при фазовом переходе нематгас - изотропная жидкость (N-1). Физические свойства таких систем также недостаточно изучены.

В теоретическом плане структура и свойства ЖК систем субмикронной дисперсности описываются, в основном, на феноменологическом уровне и на основе модельных представлений, развитых в работах Ландау, де Жена, Ми, Крауфорда, С. Зумера, С. Краль и др., допускающих, однако, численные оценки в некоторых частных случаях. Например, при выполнении низкочастотного предела для акустических параметров ЖК систем, при исследованиях фазовых переходов; при использовании усредненного значения показателя преломления в каплях ЖК, при расчетах оптического рассеяния и т.п.

В плане экспериментальных исследований - являются наименее изученными акустические, термооптические и электрооптические свойства ЭЖК различного состава, включая их статические и динамические характеристики. Не выяснена применимость известных модельных и феноменологических теорий для описания структуры и свойств ЭЖК микронной и субмикронной дисперсности с учетом взаимной растворимости компонентов.

Цель диссертационной работы - выяснение закономерностей фазовых переходов и структурных превращений в пространственно ограниченных каплях ЖК, в эмульсиях различного состава и дисперсности, на основе экспериментального изучения акустических, термооптических и электрооптических явлений в ЭЖК.

Задачи:

1. Развитие методических основ акустических, термооптических и электрооптических исследований структуры и свойств ЭЖК.

2. Изучение акустических явлений в ЭЖК и в слоях ЖК с ориентационными неоднородностями структуры при фазовом N-1 переходе.

3. Изучение термооптических явлений в ЭЖК при фазовых переходах в каплях ЖК.

4. Изучение электрооптических явлений в ЖК системах с ориентационными неоднородностями структуры.

5. Выяснение характера влияния примесей немезогенных соединений в каплях ЖК на свойства эмульсий.

6. Разработка физических концепций создания новых устройств на основе ЭЖК.

Методы исследования: методы молекулярной акустики, фотонной корреляционной спектроскопии (динамического рассеяния света), поляризационной микроскопии, методы численных расчетов.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые экспериментально установлены закономерности фазовых переходов и структурных превращений в пространственно ограниченных каплях ЖК, в

эмульсиях различного состава и дисперсности, проявляющиеся в акустических, термооптических и электрооптических свойствах ЭЖК.

1. Впервые экспериментально установлено критическое поведение акустических параметров ЭЖК при фазовом N-1 переходе в каплях ЖК микронных и субмикронных размеров.

2. Установлено замедление релаксационных процессов в микрокаплях ЖК при температурах в окрестности фазового N-1 перехода.

3. Установлено уменьшение глубины экстремумов в температурных зависимостях модуля упругости и эффективной динамической вязкости, в ряде мезогенных соединений - гомологов (УП-ГХ), при фазовом N-1 переходе, как с ростом частоты ультразвука, так и с ростом номера гомолога.

4. Установлено уменьшение температуры фазового N-1 перехода в каплях ЖК, погруженных в изотропную жидкость, при уменьшении их размера и увеличении концентрации примесей немезогенной природы.

5. Найдены простые степенные зависимости коэффициента поглощения ультразвука в ЭЖК микронной дисперсности от температуры, для нематического и изотропного состояний капель ЖК, с критическими индексами, равными единице, наблюдающиеся при температурах, удаленных дальше, чем на -1 К, от точки фазового N-1 перехода, что согласуется с выводами теории динамического скейлинга в низкочастотном пределе.

6. Показано, что силы ориентационного сцепления на поверхности капель ЖК субмикронных размеров в ЭЖК соответствуют промежуточному значению, между «сильным» типом и «слабым» типом ориентационного сцепления.

7. Найдены аномалии в температурной зависимости интенсивности однократно рассеянных фотонов света в ЭЖК при фазовых N-1 и смектик — нематик (Бт-Ы) переходах в каплях ЖК субмикронных размеров.

8. Установлено увеличение температуры N-1 перехода в эмульсии, образованной сосуществующими нематической и изотропной фазами ЖК, вызванное влиянием электрического поля, качественно согласующееся с известными феноменологическими представлениями.

9. Установлен эффект распространения света в микронеоднородном слое ЖК, в формируемых электрическим полем волноводах, представляющих собой области с гометропной ориентацией директора, окруженные участками с планарной ориентацией директора, перспективный для использования в оптоволоконных и дисплейных устройствах, в том числе, выполненных на основе ЭЖК.

10. Показано значительное уменьшение температуры фазового N-1 перехода в ЭЖК на основе водных растворов углеводов (глюкозы и крахмала).

На защиту выносятся следующие положения.

1. Результаты экспериментальных исследований акустических, термооптаческих и электрооптических явлений в ЭЖК при фазовом N-1 переходе в микрокаплях ЖК.

2. Установленные эффекты влияния поверхностных взаимодействий, электрического поля и примесей немезогенной природы на фазовые переходы в каплях ЖК в эмульсиях микронной и субмикронной дисперсности.

3. Результаты анализа струюурных, акустических, термооптических и электрооптических характеристик ЭЖК, на основе феноменологических и модельных представлений.

Практическая значимость. Полученные в диссертации научные результаты имеют следующее практическое значение:

1) Развиты^ методические основы акустических, термооптических и электрооптических исследований структуры и свойств ЭЖК в образцах объемом от 0,1 до 70 см3 с каплями ЖК субмикронных размеров; образцов ЖК малого объема порядка 0,06-0,15 см3; Разработана методика приготовления образцов ЖК с ориентационными неоднородностями заданной формы и размеров; образцов эмульсий ЖК с заданными параметрами дисперсности. Развит акустический метод контроля содержания и удаления примеси микродисперсной газовой фазы в образцах ЭЖК.

2) Установлена возможность изменения в эмульсиях структуры и размеров капель ЖК микронных и субмикронных размеров путем изменения температуры и электрического поля, что представляется полезным для дисплейных приложений (контроль цвета) и оптоволоконных технологий (термически контролируемые фильтры). Предложена физическая концепция построения объемного дисплея на ЭЖК.

3) Экспериментально исследованы различные состояния ЭЖК: а) оптически однородное состояние - бинарный раствор мезогенов в изотропной жидкости; б) состояние «микроэмульсии» - дисперсии нематических капель в изотропной жидкости, характеризующейся сильным электрически контролируемым рассеянием света и в) состояние «микроэмульсии» - с каплями изотропной фазы ЖК в изотропной жидкости, характеризующейся слабым изотропным рассеянием света. Эти свойства ЖК эмульсий могут оказаться полезными при создании на их основе дисплеев объемного изображения. Состояние в) соответствует высоко прозрачной среде, что может представлять ценность для оптоволоконных применений (низкие потери).

4) Установлены электрооптические характеристики микронеоднородных ЖК систем с электрически индуцируемыми фазовыми и ориентационными неоднородностями структуры заданных параметров, на основе которых предложена физическая концепция создания переключателя для оптоволоконных линий, продемонстрированная на экспериментальной модели.

5) Установлена возможность изменения интегральных термооптических и электрооптических характеристик ЭЖК путем вариаций концентрации, температуры и напряженности электрического поля, введения в состав ЭЖК примесей немезогенной природы, изменения дисперсного состава ЭЖК, что представляется ценным для практических приложений.

6) Показана возможность практического использования полученных результатов исследований структурных, акустических, термооптических и электрооптических свойств ЭЖК и микронеоднородных слоев ЖК в следующих разработках: устройство для измерения скорости и поглощения ультразвука (патент 2279068 РФ), устройство для контроля многослойных систем (патент 2276783 РФ), объемный дисплей (патент 2324962 РФ) и коммутатор световых потоков (разработан действующий макет); способ и устройство для определения содержания воды в эмульсиях различного состава (патент РФ 2002256, патент РФ

по заявке № 5031523/28).

Результат диссертационной работы представляет собой решение актуальной научной проблемы в физике конденсированного состояния: экспериментального исследования физических свойств неупорядоченных неорганических и органических дисперсных систем, фазовых переходов в них, в условиях пространственных ограничений, реализуемых в эмульсиях жидких кристаллов микронной и субмикронной дисперсности.

Достоверность результатов подтверждается:

-результатами измерений структурных и физических характеристик ЭЖК, выполненных автором независимыми акустическим и оптическим методами;

- качественным согласием полученных экспериментальных данных с предсказаниями существующих феноменологических теорий и с литературными экспериментальными данными для ранее исследованных дисперсных жидкокристаллических систем других типов.

Личный вклад автора состоит в постановке цели и задач исследования, в разработке нестандартных узлов и элементов экспериментальных установок, постановке и проведении экспериментальных акустических исследований; постановке, координации и проведении экспериментальных исследований; анализе и обобщении экспериментальных результатов. Все основные результаты получены автором лично или при непосредственном участии.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались: 7-th European Conference on Liquid Crystals, Jaca, Spain, 2003; 5-й Международной конференции по лиотропным жидким кристаллам, Иваново, 2003; Международной школе молодых ученых "4-е Чистяковские чтения", Иваново, 2004; 11-й, 13-й, 15-й и 16-й сессиях Российского Акустического Общества, Москва, 2001-2005; 9-th Asian Symposium on Information Display, New Delhi, India, 2006; 8-th International Conference on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling, Kharkov, Ukraine, 2006; 13-th International Display Workshops, Otsu, Japan, 2006; 6-й Международной конференции по лиотропным жидким кристаллам, Иваново, Россия, 2006; 20-th and 21-th International Liquid Crystal Conferences: 20-th, Lubljana, Slovenia, 2004; 21-th, Colorado, USA, 2006; 18th European Conference on Thermophysical Properties, Pau, France, 2008; 2-nd International Workshop on Liquid Crystals for Photonics, Cambridge, UK, 2008; 1-й Всероссийской конференции "Проблемы механики и акустики сред с микро - и

наноструктурой", Нижний Новгород, 2009; 7-й Международной конференции по лиотропным жидким кристаллам и наноматериалам, Иванова, 2009; 1-й Всероссийской конференции по жидким кристаллам, Иваново, 2012. Отдельные результаты апробированы при выполнении исследовательских проектов по грантам: РФФИ № 05-01-08085-0фиа, №07-01-13523; Министерства образования и науки РФ, РПН.2.2.1.1.7280; АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы» 2.1.1/5873; ФЦП «научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.». 16.740.11.0324; 14.740.11.0900; 14.740.11.1238.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 54 работы, из них 27 статей в отечественный и зарубежных журналах и сборниках, в том числе 13 - статей опубликовано в 8 различных изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов научных работ соискателей ученой степени кандидата и доктора наук; 22 тезиса докладов, 5 патентов на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 202 страницах и состоит из введения, 6 глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений и списка цитируемой литературы из 191 наименований, содержит 79 рисунков и 4 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

ВО ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость результатов работы, приведены сведения о структуре и содержании работы, приведены положения, выносимые на защиту.

ПЕРВАЯ ГЛАВА посвящена разработке методов исследования эмульсий жидких кристаллов.

В разделе 1.1 приведена классификация дисперсных систем с жидкими и жидкокристаллическими фазами по агрегатным и мезофазным состояниям.

В разделах 1.2-1.4 развиты методические основы экспериментальных исследований акустических, термооптических и электрооптических характеристик: а) ЭЖК в образцах (объемом от 0,1 до 70 см ) с каплями микронных и субмикронных размеров, б) микронеоднородных жидких кристаллов и ЭЖК в образцах малого объема (0,06-0,15 см3).

В разделе 1.5 развит акустический метод контроля содержания примеси микро-дисперсной газовой фазы в образцах ЭЖК, что является необходимым условием при экспериментальных исследованиях структуры и физических свойств ЭЖК.

В разделе 1.6 Обоснован выбор объектов исследования. В качестве исходных жидкокристаллических и жидких компонентов, исследуемых в данной работе дисперсных систем, выбраны жидкие кристаллы и изотропные жидкости, а также растворы немезогенных соединений, свойства которых в объемных образцах достаточно полно изучены:

Жидкие кристаллы:

1) 4-н'- пентал-4'-цианобифенил (5СВ) (I), ТСг.м= 295 К; Тьч= 308 К; 2) 4-н'-октил-4'-цианобифенил (8СВ) (П), Т5я.к = 305,8 К; Т№, = 313,2 К; 3) 4-н-метоксибензилиден-4'-н-бутиланилин (МББА) (Ш), Тс,^ = 288 К; Тш- 316 К; 4) Смесь ЖК440 (IV), содержащая 2 части п-н-бутил-п-метоксиазоксибензола (БМАОБ, ЖК434), и 1 часть п-бутил-р-гептаноилоксиазоксибензола (БГОАБ, ЖК439), Т&.ы = 265,6 К;ТМ= 344,4 - 345,5 К; 5) Смесь Н96 (V), содержащая: п-н-бутил-п-гексилоксиазоксибензол, п-н-бутил-п-метоксиазоксибензол (БМОАБ, ЖК434), н-бутил-п-(н-гексилоксифеноксикарбонил)-фенилкарбонат (И22) и н-бутил-п-(н-этоксифеноксикарбонил)-фенилкарбонат (Н23), Тш = 346,5 - 348,3 К; 6) Многокомпонентная смесь ЖК1289 (VI), Т№=335К и 7)4-н-амилфениловые эфиры б'-н-алкилокси (гексилокси - VII, ТМ=339,2К; гептилокси-VIII, Тм= 337,8 К; и октилокси-1Х, Т№= 338,4 К) -фенилциклогексан-2гкарбоновой кислоты, синтезированные в лаборатории жидких кристаллов Ивановского государственного университета.

Изотропные жидкости: 1) вода (Н20), дважды дистиллированная; 2) глицерин (СОСН2-СН(ОН)-СН2ОН); 3) полидиметилсилоксановые жидкости ПМС5 и ПМС100; 4) водные растворы на основе углеводов: Б-глюкозы (СбНпОб), сахарозы (С^НггОп) и крахмала (СД1|0О5)п.

Для стабилизации ЭЖК в отдельных случаях использовали поверхностно-активное вещество (ПАВ) - олеат натрия (СпНззСООКа).

В разделе 1.7 приводятся выводы по главе 1.

ВТОРАЯ ГЛАВА посвящена акустическим исследованиям вязкоупругих свойств микронеоднородных жидких кристаллов при фазовом N-1 переходе в образцах малого объема (0,06 - 0,15 см3). Обсуждается также возможность акустических исследований слоев ЖК толщиной порядка 100 мкм.

В разделе 2.1 обоснован акустический метод исследования вязкоупругих свойств неориентированных ЖК. Отмечается динамический характер вязкоупругих характеристик, получаемых акустическим методом; возможность исследования как равновесных свойств ЖК на частотах (ю = 2?г/): сот «1, так и неравновесных (релаксационных) свойств ЖК, проявляющихся в окрестности частот т- время релаксации исследуемого процесса.

В разделах 2.2 - 2.3 впервые выяснены особенности температурных и частотных зависимостей акустических параметров: скорости (с) и коэффициента поглощения (а) ультразвука на частотах 0,7 - 1,6 МГц в образцах малого объема (0,06-0,15 см3) при фазовом N-1 переходе в ряде гомологов вновь синтезированных мезогенных соединений УИ-1Х и. вычисленных на основе акустических данных: объемного модуля упругости К = рсг и эффективного значения динамической вязкости 12х2)(а//2), представляющей собой

комбинацию коэффициентов объемной вязкости и коэффициентов Лесли, для тех же соединений.

Установлено, что зависимости с(Г) и К(Т) во всех исследованных

соединениях с ростом температуры, проходят через локальный минимум при фазовом N-1 переходе (рисунки 1 а, 2 а); зависимости а(Т) и /л*(Г) при тех же значениях температуры проходят через максимум (рисунки 1 б, 2 б, в). Глубина указанных экстремумов в зависимостях с(Т), К(Т), а(Т) и /л*(Т) уменьшается в ряду соединений VII - IX, как с ростом номера гомолога (рисунки 2 а, б), так и с ростом частоты (рисунки 1 а, б и 2 в), что может указывать на замедление релаксационных процессов, связанных с длиной молекулярной концевой цепи, в ряду соединений УП-1Х (раздел 1.6).

Впервые экспериментально установлен «критический» характер температурных зависимостей акустических параметров: коэффициента «избыточного» поглощения и скорости ультразвука, в образцах ЖК малого объема (0,15 см3) при фазовом N-1 переходе, хорошо описывающихся простыми степенными зависимостями с критическими индексами, р~\ (рисунок 1 в, г), где Т'т и Тш аТм - экспериментальные значения фазового перехода соответственно при охлаждении и нагревании, что раньше экспериментально установлено для образцов ЖК объемом порядка 5 см3 и больше.

б)

с, м/с

а., отн.ед В

та осбН1з...

• 0 ¿68 МГц

• 1.37 МГц о 1,63 МГц

Рисунок 1 -

по температурной

Характерные экспериментальные данные зависимости скорости (а) и коэффициента поглощения (б-г) ультразвука в соединении VII: в) — изотропная фаза; г) - нематическая фаза. Сплошные кривые (простые степенные функции) 1-4 отвечают критическим индексам р: 1 - 0,44 ± 0,05 (при статистических характеристиках Л2 = 0,902, ^2=12,6); 2 - 0,93 ± 0,03 (Я1 = 0,949,

0,27); 3 -0,46±0,02 (Яг =0,978, хг= 1,8); 4 - 1,08 ± 0,02 (Л2 =0,988, Х2 =0,07).

Это указывает на незначительное влияние пространственных ограничений на интегральные вязкоупругие характеристики в исследуемых образцах ЖК в сравнении с образцами ЖК большего размера.

В разделе 2.4 экспериментально показана возможность контроля свойств слоев ЖК толщиной -100 мкм и ЭЖК в составе многослойных систем акустическим корреляционным методом, реализованым автором в патенте 2276783 РФ.

В разделе 2.5 приводятся выводы по главе 2.

310 320 330 340 310 320 330 340 350

где

Рисунок 2 - Рассчитанные на основе акустических данных температурные зависимости объемного модуля упругости К (а) и эффективного значения динамической вязкости я* (б, в) для микронеоддородных образцов ЖК, объемом: VII - 0,15 см3 и У1П-1Х - 0,06 смъ.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА посвящена исследованиям критических явлений при фазовом переходе нематик - изотропная жидкость в каплях ЖК в эмульсиях ЖК/Ж акустическим методом.

В разделе 3.1 экспериментально установлены проявления структурных особенностей воды (как дисперсионной фазы ЭЖК) в её оптических и акустических характеристиках. В рамках «двухструктурной» модели воды ее аномальные свойства объясняются смещением динамического равновесия между ажурными и плотноупакованными структурами воды при изменении внешних термодинамических параметров состояния: температуры и давления. Что проявляется, в измеренных нами физических характеристиках воды (рисунок 3): в изменении формы полосы оптического пропускания (///0) при 745-770 нм (а) с ростом температуры; в смещении максимума скорости ультразвука (б) в воде и минимума адиабатической сжимаемости р, воды (в) в область более высоких

температур с ростом давления.

В разделах 3.2 - 3.3 впервые экспериментально исследованы температурные и частотные зависимости акустических параметров: коэффициента поглощения ультразука а и скорости ультразвука с в ЭЖК с каплями микронных и субмикронных размеров (рисунки 4 и 5). Установлены особенности фазового N-1 перехода в капелях ЖК различных размеров ^ в эмульсиях типа ЖК/Ж по их проявлениям в интегральных физических характеристиках: температурных и частотных зависимостях скорости и коэффициента поглощения ультразвука в ЭЖК. Установлена возможность контроля на качественном уровне дисперсного состава ЭЖК с каплями микронных и субмикронных размеров по временной зависимости акустического параметра а//2(рисунок 5 а).

в) о.1мш

0.80

350 Г. К

Рисунок 3 - Характеристики воды, как дисперсионной фазы ЭЖК: оптическое пропускание (а), скорость ультразвука (б) и адиабатическая сжимаемость (в), -при различных температурах и давлениях.

Установлено уменьшение акустического параметра а//2 с ростом частоты в ряде ЭЖК в диапазоне частот от 0,6 до 150 МГц, что указывает на наличие релаксационных процессов в каплях ЖК в эмульсиях, проявляющихся в диапазоне ультразвуковых частот (рисунок 5 б).

Впервые установлено «критическое» возрастание релаксационной составляющей коэффициента поглощения ультразвука в ЭЖК при фазовом N-I переходе в каплях ЖК (рисунки 4 а, б; рисунок 5 в), что открывает возможность изучения критических явлений при фазовых переходах в каплях ЖК микронных размеров. Эффект проявляется при малых концентрациях ЖК в эмульсии, порядка 0,02-0,2 % масс., что представляется ценным дня его практического использования в задачах акустического контроля свойств малых количеств, например вновь синтезированных, мезогенных соединений.

Установлено, что температурная зависимость параметра а//гдая эмульсий с каплями ЖК микронных размеров (рисунок 4 б) имеет асимметричный вид; ветвь кривой поглощения при Т>Тш идёт более круто, чем при Т <ТШ, что характерно

и для объемных образцов ЖК. Указанная асимметрия объясняется существованием двух релаксационных механизмов поглощения ультразвука в жидких кристаллах [']: первого, связанного с критическими флуктуациями параметра порядка (в изотропной и в нематической фазах) и второго, связанного с взаимодействием волны с параметром порядка 5, только в нематической фазе. В каплях микронных размеров в ЭЖК, по-видимому, сохраняются оба указанных механизма. Это открывает возможность исследования релаксационных процессов При фазовых переходах в каплях ЖК микронных размеров в эмульсиях. Этот вывод подтверждается и обнаруженной нами частотной зависимостью акустического параметра а//2 в эмульсии 5СВ/вода с малым содержание жидкого кристалла, порядка 0,02-0,2 % (рисунок 5 б).

Установлено, что скорость ультразвука менее чувствительна к фазовому N-1 переходу в ЭЖК (рисунок 4 в, рисунок 5 в, кривая 2). Критическое уменьшение скорости ультразвука при N-1 переходе в ЭЖК проявлялось в наших экспериментах лишь при концентрациях ЖК в эмульсиях порядка нескольких процентов (см. ниже раздел 6.1).

о//2, ю-.» м

О

15

13 И

9

Г13 и-1 с2

90 70 .50 30 10

б)

/=2.7 МГц

Н96 (0,02%)/вода Я„ =0.4 мкм

Ю6(0,2%) / вода

• - Н96(0,2%) / вода о С, М/С В)

/?„ = 0.4 мкм

1560

1550

330 340 350 360 у к

•Ъ

о о

Г) НЭ6(0,2%) / вода Др = 2.3 мкм

VI

сЯОц,

■ N ■

0.06

0.03

360

Г, К

J

0.20

0.10

0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 Я,, мкм Рисунок 4 - Температурные зависимости акустических параметров: а//2 в эмульсиях Н9б/вода с каплями ЖК различных размеров (а, б) и скорости ультразвука с в эмульсии Н96/вода и воде (в); г) - пример распределения капель ЖК в эмульсии, найденный методом микрофотометрии.

Экспериментально установлен эффект смещения температуры, соответствующей максимуму скорости ультразвука в воде в сторону больших температур, на величину порядка 2 К, при добавлении в воду дисперсной ЖК фазы (~ 0,5%), что возможно указывает на смещение динамического равновесия

13

между ажурными и шютноупакованными структурами воды под действием ЖК (рисунок 4 в).

Установлено, что температура, соответствующая максимуму поглощения ультразвука в ЭЖК, использующаяся нами в качестве оценки температуры фазового перехода N-1 в каплях ЖК, оказывается меньше температуры фазового перехода в объёмных ЖК, что объясняется взаимной растворимостью компонентов эмульсии и влиянием поверхностных взаимодействий на структуру и свойства капель ЖК субмикронных размеров (более подробно изложено в разделе 4).

Экспериментально установлен более симметричный вид зависимости а//2 для образцов ЭЖК, содержащих капли ЖК субмикронных размеров (рисунок 4 а), по сравнению с эмульсиями, содержащими капли ЖК микронных размеров (рисунок 4 б), что можно объяснить частичным разрушением релаксационного механизма взаимодействия ультразвуковых волн с параметром порядка 5 в ЭЖК субмикронной дисперсности.

а//2 10

а//210", м-1 с 2 б) 60 50

Рисунок 5 - Временная (а), частотная (б) и температурная (в, 1) зависимости акустических параметров а//2 и с - (в, 2) для эмульсии 5СВ / вода с«р<1 мкм; сплошная кривая на вставке (б) - модель с одним временем релаксации. Значения а//2 при г» 100 час соответствуют составу эмульсии с каплями ЖК субмикронных размеров (по данным фотонной корреляционной спектроскопии).

Раздел 3.4 посвящен изучениям критических явлений в ЭЖК при фазовых переходах в каплях ЖК. Из температурных зависимостей а//2 для образцов ЭЖК с различными размерами капель выделена «релаксационная» составляющая поглощения ультразвука Да//г(Т)=а//2(Т)-а//\(Т), где а!¡гь (Г) - базовая

14

линия, найденная аппроксимацией экспериментальных данных по точкам удаленным от Тт на величину более 10 К. Зависимость Да//2 (Г) аппроксимирована степенными функциями: Да//2 =а„1{Тш -Г)"в нематической фазе (рисунок 6 а) и Да//2 = а, ЦТв области изотропной фазы (рисунок 6 б)-

Установлено, что температурная зависимость «релаксационной» составляющей коэффициента поглощения ультразвука Да//2 (Г) в ЭЖК с микронными размерами капель, как в и образцах ЖК малого объема (глава 2), хорошо описываются простыми степенными зависимостями при температурах расходимости: тш, при нагреве нематической фазы (рисунок 6 а, кривая 2) и Т'т«Тм-1, при охлаждении изотропной фазы (рисунок 6 6, кривая 3), отвечающих значению критического индекса р ~ 1 (для точек удаленных на более чем 1 К от температуры), соответствующей экстремуму зависимости а(Т) и р<\ для температур в непосредственной близости к фазовому переходу (рисунок 6 а, кривая 1), что объясняется нарушением условия низкочастотного предела при замедлении релаксационных процессов в каплях ЖК в критической области; на соответствие в целом свойств капель ЖК предсказаниям теории динамического скейлинга в низкочастотном пределе.

В разделе 3.5 приводятся выводы по главе 3.

0.01 0.1 1 10 100 0,1 » 10 100 ТМ-Г.К Г-ТШ'К

Рисунок 6 - Температурные зависимости параметра Да//2 для микродисперсной эмульсий Н96/вода с каплями ЖК в нематической (а) и изотропной (б) фазах. Сплошные кривые (простые степенные функции) 1 - 3 отвечают критическим индексам/?: (1) 0,14+0,02 (Д2=0,85, хг=23,7); (2) 1,06+0,07 (Л2 =0,95, ^г2=5,46);и(3) 1,21±0,13 (Л2 =0,945, ;г2=20,2).

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА посвящена исследованиям термооптических свойств ЭЖК и влияния пространственных ограничений на фазовые переходы в каплях ЖК субмикронного размера в эмульсиях.

В разделе 4.1 развита модель капель ЖК в эмульсиях при фазовом N-I

15

переходе, основанная на феноменологических представлениях Ландау-де Жена [ ], S. Kralj и S. Zumer S. [3,4] и D. Aronzon, Е. P. Levy at all [5].

Упругая энергия деформации поля директора в каплях ЖК задается

сг

безразмерной величиной где £ - корреляционная длина параметра

R

порядка; к, - безразмерный эмпирический параметр, R - радиус капли. Величина ?

& = отражает поверхностную энергию взаимодействия поля директора капли

с окружающей средой, где d,s=Kl{Saw) - поверхностная экстраполяционная длина, S„- параметр порядка объемного образца ЖК, К - среднее значение модулей Франка, W- сила поверхностного ориентационного сцепления на поверхности капли ЖК.

Модель предсказывает следующие закономерности. 1) При значениях эффективного поверхностного потенциала сг < 0,5 и R» следует ожидать «квазиобъемного» поведения ЖК в каплях эмульсии со значениями TN,(R)<=TN,, соответствующими объемному образцу ЖК. Однако, в случае ЭЖК следует дополнительно учитывать влияние на температуру фазового перехода в каплях ЖК, растворенной в них примеси изотропной жидкости: ТШЗЖКаТт{\-X), где X=RrMC/X t6] - безразмерный параметр. Здесь R - универсальная газовая

постоянная, L- молярная теплота фазового N-I перехода, С- концентрация немезогенной примеси, растворенной в каплях ЖК, в молярных долях. 2) При значениях сг < 0,5 и R сравнимых с £„ следует ожидать уменьшения температуры фазового N-I перехода в каплях ЖК относительно температуры N-I перехода в объемном образце ЖК согласно уравнению:

TM(R,X) = TM(l-X)-[TM(1 -х)-ГшЩк„2 --g-j. (1)

На основе аппроксимации экспериментальных данных по зависимости Тш(R,X) функцией (1), с учетом соотношения d€ « LS„!W = Kl(SJY), возможно оценить силу ориентационного сцепления W жидкого кристалла на поверхности раздела капли ЖК - изотропная жидкость в ЭЖК.

В разделе 4.2 и 43 установлены особенности в температурных зависимостях интенсивности (/) рассеяния и прохождения света в ЭЖК при фазовых переходах N-I и Sm-N в каплях ЖК микронных и субмикронных размеров в эмульсиях с малой (порядка 0,1%) взаимной растворимостью компонентов.

Установлено (рисунок 7 а, г, е), что температура фазового N-I перехода в каплях ЖК микронных размеров в эмульсиях, определенная по температуре, соответствующей перегибу зависимости 1(Т), меньше Тм характерной для объемных образцов ЖК и дополнительно сдвигается в область более низких температур с уменьшением размеров капель ЖК (рисунок 7 г); величины

ЛТШ(Я) = Т„-ТЮ(.Я) для ЭЖК, измеренные оптическим методом удовлетворительно согласуются с результатами измерений ДГ„,(Д) в тех же образцах ЭЖК, выполненных акустическим методом (глава 3), в которых температура фазового перехода в каплях ЖК принималась равной температуре, соответствующей максимуму в зависимости а(Т) в ЭЖК. На рисунке 7 д приведены результаты аппроксимации экспериментальных данных по зависимости ГМ(Я,Х) в ЭЖК уравнением (1).

1, Ср5

32000 22000 12000

Я)

8СВ (0.006 % масс.) I вод» Окяажд. 0 3 К/час

ЗтКЬи1к Т.„. „ ' Н1ЪиП:

.П.

8СВ (0.006 % касс.) / вода

„ Оялажд 0 ЗКАюс

Лр, ям

600

400

200

0

300 305 310

т, к

1, усл.ед. 1.5 п »>

ЗСВ/вода

300 305 310 /, уся.ед. г) ЗСВ/вода 10

Т, К

1.0 0.5 0

- у X =0,02%

0 006% 0.002%

0.8

0.6

0.4

Яр Х.% о-980от 0 02 о -340 пт 0.006 ♦ -160геп 0.002

100 150

200

1. час

8СВ/водз

302 304 306 303 310 312 314 316 Т.К

/, уся.ед ЗСВ (0,002% пасс.)/вода

315

310

305

Д)

3.5 3.0 2.5 20 1.5

100

1000 Ар.км

е)

охлмед. и нагр 0.1 К/час

■^=04+0.05 »ем5®»

^БтНЬиЛ ■ _

302

304

306 Г. К

Рисунок 7 -Термооптические характеристики эмульсии 8СВ/вода: а) зависимость /(Г), отражающая фазовые N-1 и 8т-Ы переходы в каплях ЖК; б) зависимость радиуса капель ЖК от температуры л, (Г) при охлаждении эмульсии; в) временная зависимость 7(0, отражающая процесс расслоения фаз в эмульсии; г) зависимости 1{Т), отражающие фазовый N-1 переход в каплях ЖК различного размера; д) зависимость Тм(Пр) для ЭЖК с различными размерами капель: точки - эксперимент, сплошная

кривая - теоретическая модель (1); е) зависимость ЦТ), отражающая фазовый Ят-Ы переход в каплях ЖК субмикронных размеров в ЭЖК.

В расчетах использовались значения параметров: усредненного модуля Франка К= 6 10"12 Н, 5=0,6, #,«200 нм, 200 нм. В результате

аппроксимации найдены следующие значения эмпирических параметров: Х= 0,002 + 0,001 для эмульсии 8СВ/вода и 0,007 ±0,003 для Н96/вода. Установлен порядок силы ориентационного сцепления для указанных ЭЖК, № я (5,0 + 0,6) 10"5 Дж/м2, соответствующей промежуточному, между сильным и слабым, типу поверхностного сцепления.

Установлено уменьшение температуры фазового перехода Бт-И в каплях 8СВ субмикронных размеров по сравнению Т^ объемного образца (рисунок 7е) на величину порядка 2,3 К, что указывает на возможность исследований методом фотонной корреляционной спектроскопии смектических микродисперсных фаз в эмульсиях.

В разделе 4.4 приводятся выводы по главе 4.

Пятая глава посвящена исследованиям электрооптических явлений в ЖК системах с фазовыми и ориентационными микронеоднородностями структуры

В разделе 5.1 экспериментально установлено (рисунок 8) увеличение температуры фазового N-1 перехода в эмульсии, образованной сосуществующими нематической и изотропной фазами ЖК, вызванное воздействием электрического поля, качественно согласующееся с известными феноменологическими представлениям теории Ландау, согласно которым предсказывается изменение температуры фазового N-1 перехода в ЖК на величину [7]:

А71г = е« (г, - г^Тк / 2Д5 (2)

где ДЯА7 энтальпия фазового N-1 перехода; е„ и е1!а- относительные диэлектрические проницаемости, для нематической фазы в направлении директора и изотропной фазы, соответственно.

Этот эффект наблюдался нами (рисунок 8) в эмульсии типа N/1 (на основе ЖК440) при температурах Т^,<Т<Т^. соответствующих области

сосуществования нематической (И) и изотропной (I) фаз жидкого кристалла.

Для нематика ЖК440: е„ - ет «3,3; значение ДЯ» 2,5-106Дж/м3. В электрическом поле напряженности £ = 6 105 В/м, в соответствие с формулой (2), следовало ожидать увеличения температуры N-1 перехода на величину ДГМ = 7,26-ю-1 К, что должно было приводить, при наличии в ячейке градиента температуры, к смещению границы раздела N и I фаз в сторону большей температуры на величину порядка Ах « дтш /gradT.

Рисунок 8 - Фазовый 1-Ы переход, вызванный электрическим полем, в эмульсии N/1 (в ЖК440), в ячейке с малым заданным градиентом температуры: а) Е = 0; б) Е = 9 кВ/см. Поляроиды скрещены.

Для значения ¿¡пи/Г» 0,05 ±0,01 К/см, в нашем эксперименте, предсказываемое теорией смещение Лх^ »0,15 мм на качественном уровне согласуется с измеренным значением Ахэаг =0,20 + 0,04 мм.

Экспериментально определена глубина электрооптического отклика («20%) для слоя эмульсии типа N/1 (ЖК440) (толщиной 100 мкм), связанного с фазовым переходом N-1 в каплях эмульсии, при включении электрического поля.

В разделе 5.2 экспериментально исследованы электрооптические явления в ЖК системах с ориентационными неоднородностями структуры. Установлена возможность управления распространением света в слое ЖК с ориентационными микронеоднородностями структуры заданной конфигурации, индуцированными электическим полем.

Впервые продемонстрирована (рисунки 9 и 10) возможность электрического управления направлением распространения света, распространяющегося в слое нематика в волноводном канале, с гомеотропной ориентацией директора, окруженном жидким кристаллом с планарной ориентацией директора.

Показано, что предложенный способ получения оптического волноводного канала обеспечивает распространение света на расстояния порядка 3 мм, что достаточно для реализации устройств модуляции и коммутации световых сигналов в оптоволоконных устройствах.

Создана экспериментальная модель, демонстрирующая возможность реализации оптического переключателя для оптоволоконных линий, отличающаяся низким управляющим напряжением, порядка нескольких вольт. Установлены электрооптические характеристики жидкокристаллического слоя с электрически индуцированным волноводным каналом: эффективность

преобразования (18 дБ), величина потерь (16 дБ); характерные времена отклика: включения и выключения - 0,6 и 2,2 с, соответственно.

Полученные времена включение (выключения), равные порядка 0,6 с (2,2 с), слишком велики для большинства практических применений. Предложены возможные пути оптимизации предложенного электрооптического устройства путем уменьшения рабочего промежутка ячейки до 1 - 3 мкм, что является возможным в случае кремниевых или полимерных волноводов. В подобных устройствах представляется перспективным использование сегнетоэлектрических жидких кристаллов, обеспечивающих времена переключения порядка нескольких единиц микросекунд, а также эмульсий ЖК, которые в режиме длительного ожидания могут переводиться в состояние оптически прозрачного раствора.

Рисунок 9 - Слева: трехмерная геометрия опытного образца 1x2 оптического переключателя. 1, 2, 3 - 1ТО электроды на верхней пластине; 4, 5, 6 - 1ТО электроды на нижней пластине. Справа: изображения световых лучей в 1x2 оптическом выключателе: (а) - в отсутствие электрического поля, (б) и (в) -волноводный режим, (б) - напряжение 4В прикладывается между электродами 4, и 1, 2, 3; (в) - напряжение 4В прикладывается между электродами 1 и 4, 5, 6.

jj, rise time

decay time

(

f

. - ,...|in , [ i | , ..j.. f^--,—I

0 100 200 300 400 SOO «0

X, ЩЯ

О 4 8 12 16 20 Tii««. sec

Рисунок 10 - Слева: зависимости интенсивности 7S рассеянного света вдоль сечений распространяющих лучей, показанных на рисунке 9: 1 - волноводный режим (ширина гаусовского распределения а =95 /ли), 2 - а = 300 /от, 3 - луч света в отсутствие электрического поля (<т = 160 ц m); справа: временная зависимость световой интенсивности при включении и включении напряжения (4В), полученная из обработки изображений.

В разделе 5.3 приводятся выводы по главе 5.

Шестая глава посвящена исследованиям влияния примесей немезогенной природы на структуру и свойства ЭЖК.

В разделах 6.1-6.2 впервые установлено проявление фазового N-I перехода и структурных превращений в ЖК фазах эмульсий типа ЖК/Ж и Ж/ЖК со значительной (несколько процентов) взаимной растворимостью компонентов, а также в эмульсиях, содержащих ПАВ - в акустических и термооптических характеристиках ЭЖК (рисунки 11 и 12). Это открывает возможность изучения влияния примесей немезогенной природы, в том числе ПАВ на структуру и свойства капель ЖК предельно малых субмикронных размеров. В частности, установлено критическое поведение акустических параметров а//2 и с в ЭЖК с большим содержанием примесей немезогенной природы при температурах меньших температуры фазового N-I перехода (7" ni bulk) чистого объемного образца ЖК (рисунок 11а, б), что указывает на уменьшение температуры фазового перехода в каплях ЖК при растворении в них немезогенных соединений.

ЖК440 (8% ,масс.) /ПМС5 /=0.76 МГц

Рисунок 11 - Температурная зависимость акустических параметров а//2- (а) и с - (б) в эмульсии ЖК440 (8% масс.) / ПМС5 при фазовом N-1 переходе в каплях ЖК микронных размеров.

Кроме того, установлено, что термо-физические характеристики ЭЖК с большой взаимной растворимостью компонентов, содержащих ПАВ, могут иметь более сложный вид (рисунки 13 а, б), по сравнению с эмульсиями с малой взаимной растворимостью компонентов.

О I——,—,—--,-----------0.9 —.—.—.—.—.—...... .■ .-—•

333 33$ 337 339 3*1 Г, к 333 335 337 339 341 Т, К

Рисунок 12 - Температурная зависимость акустических параметров а/а0 (а) и с/с0 (б) в эмульсии ПМС5 (2,7% масс.) / ЖК440 в образцах с различными размерами капель ПМС5, Л: 1 - 0,3...1,0 мкм; 2 - 5-10 мкм; 3 - объемный образец ЖК440. Кривые 2 и 3 произвольно сдвинуты по оси ординат.

Для них характерно, кроме фазовых переходов, протекание ряда других структурных процессов. Таких как выделение капель ЖК из раствора, изменение типа ориентакионного упорядочения в каплях ЖК (радиальные и биполярные структуры различных типов) Г8], вытягивание капель и их трансформация в нитевидные структуры (НС) [ ] и др. Нами наблюдалось (рисунок 13 в) образование «веерообразных» нитевидных структур (ВНС) в эмульсии ЖК440-олеат натрия / вода, подверженной УФ облучению и последующему быстрому охлаждению эмульсии, которые также могут существенно изменять характер интегральных физических свойств ЭЖК.

Особенности в температурной зависимости 1(Т) в ЭЖК со значительной взаимной растворимостью компонентов (рисунок 13 а) при 332 и 323 К можно отнести: 1) к фазовому N-1 переходу в каплях ЖК1289 с примесями ПМС100 и 2) к выделению новых капель ЖК из раствора, при охлаждении, соответственно. Экстремумы в зависимости а(Т) (рисунок 13 б) при 310 и 306 К могут быть отнесены: 1) к фазовому N-1 переходу в каплях МББА микронных размеров, содержащих примеси воды и стабилизированных олеатом натрия и 2) к выделению новых капель ЖК из раствора при охлаждении эмульсии, соответственно.

Установлены характеристики термооптического эффекта, при локальном охлаждении эмульсий, с микро-каплями ЖК, находящимися в изотропном состоянии, сопровождающимся образованием облачка капель микродисперсной нематической фазы, видимом в отраженном свете (рисунок 14). При последующем нагревании указанное облачко разрушалось, что соответствовало обратному переходу капель ЖК в исходное изотропное состояние. Установлено, что характерные времена «включения» и «выключения» термически управляемых ячеек с ЭЖК порядка 300 - 800 мс, что значительно больше соответствующих характеристик электрооптических ячеек, заполненных ЭЖК (2 - 20 мс). Это объясняется тем, что термооптические эффекты в ЭЖК определяются более медленными процессами теплопереноса по сравнению с ориентационными процессами в каплях ЖК.

Предложена физическая концепция построения дисплея, предназначенного для получения объемных изображений в оптически прозрачной емкости, заполненной микродисперсной эмульсией ЖК. Элементы трехмерного изображения предлагается формировать в заданных точках пространства путем локального кратковременного охлаждения капель ЖК, находящихся в изотропном состоянии, что приводит к формированию нематических капель ЖК, видимых в рассеянном свете (Патент 2324962 РФ).

Особенностью ЭЖК на основе ПМС является их малая электрическая проводимость, что обеспечивает возможность использования как термического, так и электрического управления характеристиками ЭЖК.

а) ЖЕ1239(8%)/ПМС100 «)ШБА 0,2 %-вмат натрия 0,6«/вода

//10. ОТН.ЙД.

1 08 РА ф- 90° 3

0,6 о

0,4

0,2

0 ^нхЫк 1

# <Д>

300 3« 320 330 340 350 ТЛ

7т ЬА

............„Ъ,_

303

313

В) ЖК440 0„4Й-«кк» йа^рйя 0,1% /веда

яр

323 Г,К

Рисунок 13 - а) зависимость 1(Т) прохождения деполяризованного света в эмульсии ЖК1289/ПМСЮ0; б) зависимость а (7) коэффициента поглощения ультразвука в эмульсии МББА - олеат натрия (ПАВ) /вода; в) веерообразная нитевидная структура (ВНС), в эмульсии ЖК440 - олеат натрия / вода.

Исследованы электрооптические характеристики ячеек, заполненных ЭЖК 5СВ / ПМС5 с каплями ЖК различных размеров. Время включения для капель ЖК с Яр= 5 мкм оказалось равным порядка 2 мс, выключения - порядка 20 мс. С уменьшением размеров капель до Лр= 1 мкм время выключения уменьшалось до величины порядка 5 мс. Глубина модуляции интенсивности деполяризованного рассеянного света на отдельных каплях ЖК составляла порядка 50%.

О 03 0.7 1.0 1,3 1.6

Время, с.

Рисунок 14-Термооптический эффект при локальном охлаждении и нагревании ЭЖК ЖК440 (10% масс.) / ПМС5, вызванных N-1 переходом в каплях ЖК440.

Получен значительный рост интенсивности рассеяния света (-20%) в ЭЖК при малых углах рассеяния (+15°), наблюдающийся при наложении электрического поля, что можно объяснить сложением рассеянного вперед света и света, проходящего сквозь эмульсию без рассеяния, интенсивность которого растет при ориентации директора в каплях ЖК при наложении электрического поля. Это сопровождается уменьшением интенсивности деполяризованного рассеяния света в боковых направлениях под углами порядка 90°.

В разделе 6.3 установлены особенности фазового N-1 перехода в каплях ЖК в

дисперсных системах на основе водных растворов углеводов, проявляющиеся в термооптических и акустических характеристиках (рисунок 15), что открывает возможность изучения влияния примесей органической природы на структуру и свойства ЖК элементов малых размеров (необязательно сферических капель) в сложных органических системах.

Установлено проявление фазового N-1 перехода в каплях ЖК субмикронных размеров, погруженных в водный раствор моносахарида - глюкозы (рисунок 15 а) при температуре значительно меньше Гм ыдс чистого объемного образца ЖК. В режиме охлаждения АТМ =10+1 К, что указывает на существенное влияние примеси глюкозы на структуру и свойства ЖК в эмульсиях на основе водных растворов углеводов.

Температурные зависимости скорости (рисунок 15 6) и коэффициента поглощения ультразвука (рисунок 15 в) в ЭЖК с примесью полисахарида -крахмала также демонстрируют существенное влияние примеси крахмала на структуру и свойства дисперсной ЖК фазы. При сравнительно малом изменении скорости ультразвука в эмульсии Н96 (0,5% масс.) - крахмал (1,7% масс.) / вода по сравнению с чистой водой, установлено значительное изменение величины и характера температурной зависимости коэффициента поглощения ультразвука а//2 в эмульсии по сравнению с водой, что можно объяснить ростом поглощения (рассеяния) ультразвука на дисперсных элементах крахмала при переходе «золь - гель» (при 305 К) и ростом релаксационной составляющей поглощения ультразвука в ЭЖК при фазовом N-1 переходе в каплях ЖК (при 330 К). Полученные результаты могут представлять интерес в связи с развитием перспективных исследований физических свойств дисперсных ЖК систем, свойственных живой природе, включая системы ДНК - жидкость, в которых проявляются как свойства жидких кристаллов, так и свойства водных растворов углеводов [10].

Н9$ (0,02%) - гакжоза (2%) / вода ///о, отн. ед.

»-Н96(0,5%)-кракмал (1,7%)/вода, свода

а//2, ю'15 м-1 с2 Е)

И

^шЫк

_N

зя г, к

Рисунок 15. Температурные зависимости: интенсивности (I) деполяризованного рассеяния света (а) в эмульсии Н96 (0,02%)-глюкоза (2%) / вода и акустических параметров (на частоте 2,7 МГц): с - (б) и а//2 - (в) в эмульсии Н96 (0,5%) - крахмал (1,7%) / вода.

В разделе 6.4 приводятся выводы по главе 6.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ обобщает основные результаты и выводы работы.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Выяснен ряд закономерностей, характеризующих фазовые переходы и структурные превращения в пространственно ограниченных каплях ЖК, в эмульсиях различного состава и дисперсности, на основе экспериментального изучения акустических, термооптических и электрооптических явлений в ЭЖК.

Структура м акустические свойства ЭЖК

1. Впервые экспериментально установлено критическое возрастание избыточного (релаксационного) поглощения ультразвука при температурах, соответствующих фазовому N-1 переходу в образцах ЖК малого объема (0,06 -0,15 см3) и в ЭЖК с каплями микронных и субмикронных размеров, хорошо описывающееся простыми степенными зависимостями с критическим индексом: а) для точек, удаленных на ~1 К от температуры N-1 перехода, что согласуется с предсказаниями теории динамического скейлинга, в низкочастотном пределе и б){3<\ в непосредственной близости к фазовому переходу, что указывает на замедление релаксационных процессов в образцах ЖК малого объема и в каплях ЖК микронных размеров в эмульсиях. Установлено уменьшение глубины экстремумов в экспериментально полученных температурных зависимостях акустических параметров с(Т) и а(Т) при фазовом N-1 переходе и вычисленных на основе акустических данных зависимостей модуля упругости К(Т) и эффективного значения динамической вязкости * (Г) в образцах соединений - гомологов (УП-ЕХ), с ростом частоты и с увеличением номера гомолога.

2. Впервые экспериментально установлены температурные зависимости акустических параметров: скорости с и коэффициента поглощения ультразвука а в ЭЖК при фазовом N-1 переходе в микро-каплях ЖК характерного размера 0,1 -5 мкм, с малой (порядка 0,1% масс.) и значительной (несколько процентов) взаимной растворимостью компонентов. Установлено снижение температуры фазового перехода, вследствие уменьшения размеров капель ЖК, а также при увеличении содержания примесей немезогенной природы в каплях ЖК, согласующееся с известными феноменологическими представлениями о дисперсных ЖК системах лишь при учете взаимной растворимости компонентов ЭЖК.

3. Установлено, что энергия поверхностного сцепления на поверхности капель ЖК субмикронных размеров в эмульсиях, найденная на основе оптических и акустических экспериментальных данных и теоретической модели поведения капли ЖК в эмульсии, разработанной автором совместно с С. В. Пасечником и С. Краль, соответствует промежуточному значению между сильным типом и

слабым типом ориентационного сцепления.

Структура и термооптические свойства ЭЖК

4. Впервые экспериментально исследована методом ФКС температурная зависимость интенсивности рассеяние света на каплях ЖК в эмульсиях субмикронной дисперсности. Установлены особенности в зависимостях /(Г), связанные с фазовыми переходами «нематик - изотропная жидкость» и «нематик - смектик» в каплях ЖК. Установлено уменьшение температуры фазового перехода 8т-Ы в каплях 8СВ субмикронных размеров по сравнению с температурой перехода Эт-Ы в объемном образце ЖК на величину порядка 2,3 К, что указывает на возможность экспериментальных исследований (методом ФКС) эффектов пространственного ограничения в смектических фазах ЖК субмикронной дисперсности.

5. Установлено соответствие, на качественном уровне, экспериментальных температурных и угловых зависимостей интенсивности рассеяния света в ЭЖК с результатами расчетов (по теории Ми) интенсивности рассеяния света на каплях ЖК субмикронных размеров (при использовании усредненного значения для показателя преломления в капле ЖК).

Структура и электрооптические свойства ЭЖК

6. Исследовано влияние электрического поля на ЭЖК. Впервые установлено увеличение температуры фазового N-1 перехода в ЭЖК, вызванное воздействием электрического поля, качественно согласующееся с известными феноменологическими представлениям теории Ландау.

7. Исследовано распространение света в ЖК с ориентационными неоднородностями структуры, индуцированными электрическим полем. Показана возможность изменения направления распространения света в слое нематического ЖК путем создания в нем, с помощью электрического поля, волноводных каналов с гомеотропной ориентацией, окруженных областями планарной ориентации директора. Показано, что предложенный способ получения оптических волноводных каналов обеспечивает распространение света на расстояния порядка 3 мм, что достаточно для реализации устройств модуляции и коммутации световых сигналов в оптоволоконных устройствах.

ЭЖК со значительной взаимной растворимостью компонентов

8. Экспериментально исследовано влияние примесей немезогенной природы на структуру и физические свойства ЭЖК. Установлено проявление фазового N-1 перехода в образцах эмульсий типа ЖК/Ж и Ж/ЖК со значительной (несколько процентов) взаимной растворимостью компонентов, а также в эмульсиях, содержащих ПАВ, в интегральных акустических и термооптических характеристиках ЭЖК. Это открывает возможность изучения влияния примесей немезогенной природы, в том числе ПАВ, на структуру и свойства ЖК в каплях предельно малых субмикронных размеров.

9. Установлены электрооптические характеристики ячеек заполненных ЭЖК 5СВ/ПМС5 с каплями ЖК различных размеров. Время включения для капель

ЖК с Rp~ 5 мкм оказалось равным ~ 2 мс, выключения -20 мс. С уменьшением размеров капель до Rp= 1 мкм время выключения уменьшалось до величины порядка 5 мс. Глубина модуляции интенсивности деполяризованного рассеянного света на отдельных каплях ЖК составила -50%. Установлен значительный рост интенсивности рассеяния света (20%) в ЭЖК 5СВ / ПМС5 при малых углах рассеяния (+15°), наблюдающийся при наложении электрического поля, что можно объяснить сложением рассеянного вперед света и света, проходящего сквозь эмульсию, интенсивность которого растет при ориентации директора в каплях ЖК при наложении электрического поля.

10. Впервые экспериментально установлены особенности в температурных зависимостях оптических и акустических характеристиках ЭЖК на основе водных растворов углеводов при фазовом N-I переходе в ЖК каплях субмикронных размеров, погруженных в водные растворы D-глюкозы и крахмала при температурах значительно меньших г ni объемного образца ЖК (ДГМ -порядка 10 и 17 К, соответственно). Что указывает на существенное влияние молекулярных и субмикронных примесей углеводов (моно- и олигосахаридов) на структуру и свойства ЖК в каплях эмульсий.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Максимочкин, Г. И. Ультразвуковые исследования структурных превращений и фазовых переходов в жидкокристаллических эмульсиях / Г. И. Максимочкин, С.В. Пасечник, АХ. Максимочкин //Акустический журнал. - 2011. - Т. 57.- № 2. - С.272-278.

2. Максимочкин, Г. И. Ультразвуковые исследования фазовых переходов в эмульсиях жидких кристаллов / Г. И. Максимочкин, С. В. Пасечник, Само Краль // Вестник Московского государственного областного университета. Серия «Физика-Математика».-2010.- №2. - С.89 -101.

3. Максимочкин, Г. И. Фазовые переходы в жидкокристаллических эмульсиях по данным ультразвуковой спектроскопии / Г. И. Максимочкин, С. В. Пасечник // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2010. - Вып. 3 - С. 11-19.

4. Electrically controlled waveguide mode in LC layer for fiber optic applications / A.G. Maksimochkin, S.V. Pasechnik, G. L Maksimochkin, V. G. Chigrinov // Optics Communications.- 2010.- Vol. 283,- pp. 3136 -3141.

5. Maksimochkin, G. L Ultrasonic and viscoelastic properties of small-volume mesogen samples at the phase transition / G. I. Maksimochkin, S.V. Pasechnik, N.V. Usol'tseva, V.V. Bykova // International Journal ofThetmophysics. - 2010.- Vol. 31.- Issue 6. - pp. 1175-1185.

6. Максимочкин, Г. И. Низкочастотные ультразвуковые исследования фазовых переходов в образцах жидких кристаллов ограниченного объема / Г. И. Максимочкин, С. В. Пасечник, А. В. Лукин, Г. А. Тимофеев // Вестник Московского государственного областного университета. Серия «Физика-Математика». - 2008. - № 2. - С. 18 - 25.

7. Максимочкин, Г. И. Низкочастотные ультразвуковые свойства и вязкоупругость жидких кристаллов при фазовых переходах в образцах малого объема / Г. И. Максимочкин, С.В.Пасечник, Н. В.Усольцева, В.В.Быкова, ГА. Тимофеев // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2008. - Вып. 1(23). - С. 84-95.

8. Electrically controlled switching of light beams in the plane of liquid crystal layer / A.G. Maksimochkin, S.V. Pasechnik, G.I. Maksimochkin, V.G. Chigrinov // Optics Communications.- 2007.- V. 270.- Issue 2.- pp 273-279.

9. Максимочкин, Г. И. Низкочастотные ультразвуковые исследования вязкоупругих свойств жидких кристаллов при фазовом переходе нематик - изотропная жидкость в образцах малого объема / Г. И. Максимочкин, C.B. Пасечник, А.В.Лукин, Г.А.Тимофеев, Н. В. Усольцева, В. В. Быкова // Письма в журнал технической физики.- 2007.- Т. 33.- Вып. 12,-С. 22-28.

10. Максимочкин, Г. И. Влияние электрического поля на ориентационную упорядоченность и фазовые переходы в эмульсиях жидких кристаллов / Г. И. Максимочкин, С.В.Пасечник, В.А.Цветков, А.В.Лукин // Жидкие кристаллы и их практическое использование.- 2005.- Вып.1-2.- С. 107-111.

11. Юдин, Ю. М. Влияние давления на акустические и теплофизические свойства водных растворов маннозы ! Ю. М. Юдин, Г. И. Максимочкин, В. Ф. Ноздрев / Журнал физической химии. 1991.-Т. 65,-С. 3392-3396.

12. Юдин, Ю. М. Экспресс контроль свойств жидкостей при высоких давлениях / Ю. М. Юдин, Г. И. Максимочкин // Заводская лаборатория. - 1990. - №10.- С. 41-42.

13. Юдин, Ю. М. Влияние давления на сжимаемость водных растворов глюкозы / Ю.М. Юдин, Г. И. Максимочкин // Журнал физической химии.- 1990.- Т. 64,- №10. - С. 2806-2809.

Статьи в прочих изданиях, патенты

14. Жидкокристаллические эмульсии: новые системы для дисплейных и не дисплейных приложений / А.С.Кравчук,С.В.Пасечник, Г.И.Максимочкин, A.B. Лукин // Вестник Московского государственного университета приборостроения и информатики. - 2007. - № 7. -С. 180-188.

15. Развитие теории и методов акустической идентификации свойств деформируемых тел /

A. С. Кравчук, С. В. Пасечник, Г. И. Максимочкин // Вестник Московского государственного университета приборостроения и информатики. - 2006. -№5. - С. 123-145.

16. Жидкокристаллические эмульсии: новые материалы для дисплейных и недисплейных приложений / A.C. Кравчук, C.B. Пасечник, Г. И. Максимочкин, А. В. Лукин // Приборы. -2007.-№ 12 (90). - С. 53-56.

17. Максимочкин, Г. И. Исследование акустооптических свойств микронеоднородных сред на основе жидких кристаллов в электрических полях / Г. И. Максимочкин, А. В. Лукин, С. В. Пасечник // Сборник трудов 16-й Сессии Российского акустического общества. Москва. -2005.-Т. 1.-С. 37-40.

18. Максимочкин, Г. И. Акустические исследования фазовых переходов в дисперсных фазах ряда сложных эфиров карбоновых кислот / Г. И. Максимочкин, С. В. Пасечник // Сборник трудов 16-й сессии Российского акустического общества. Москва. - 2005. - Т. 1. - С. 34-37

19. Максимочкин, Г. И. Акустическая спектроскопия эмульсий жидких кристаллов / Г. И. Максимочкин, А. Г. Максимочкин, С. В. Пасечник // Сборник трудов 16-й сессии Российского акустического общества. Москва. - 2005. - Т. 1. - С. 30-33.

20. Акустические исследования ориентационной упорядоченности в тонких слоях жидких кристаллов, ограниченных твердыми поверхностями / С. В. Пасечник, Г. И. Максимочкин,

B. А. Цветков, А. Г. Максимочкин // Сборник трудов 15-й сессии Российского акустического общества. Нижйий Новгород, Россия.-2004. - Т. 1. - С. 132а-132d.

21. Максимочкин, Г. И. Акустические свойства и фазовые переходы в эмульсиях жидких кристаллов с контролируемыми размерами капель / Г. И. Максимочкин, С. В. Пасечник // Сборник трудов 15-й сессии Российского акустического общества. Нижний Новгород, Россия, 15-18 ноября.-2004.-Т. 1,-С. 132e-132h.

22. Макснмочкин, Г. И. Акустические параметры и нелинейные свойства жидких сред с дисперсной газовой фазой / Г. К Максимочкин // Сборник трудов 13-й сессии Российского акустического общества. Москва. - 2003. - Т. 1. - С. 69-72.

23. Максимочкин, Г. И. Акустические свойства и критическая динамика эмульсий жидких кристаллов / Г. И. Максимочкин, С. В. Пасечник // Сборник трудов 13-й сессии Российского акустического общества. Москва. - 2003. - Т. 1. - С. 178-181.

24. Максимочкин, Г.И. Влияние давления и температуры на структуру воды по акустическим и спектральным данным / Г. И. Максимочкин // Сборник трудов 11-й сессии Российского акустического общества. Москва. - 2001. - Т. 1. - С. 74-77.

25. Максимочкин, Г. II. Акустические и термодинамические свойства водно-масляных эмульсий при высоких давлениях / Г. И. Максимочкин, Ю. М. Юдин, Р. В. Куш лык // Сборник научных статей «Ультразвук и термодинамические свойства вещества». Курск, Курский государственный педагогический институт. - 1992. - С. 43 - 50.

26. Максимочкин, Г. И. Скорость, ультразвука и плотность водных растворов глюкозы и арабинозы при давлениях до 200 МПа / Г. И. Максимочкин, Ю. М. Юдин, // Сборник научных статей «Применение ультраакустики к исследованию вещества». Москва, Всесоюзный заочный машиностроительный институт. - 1987.- Вып. 38.- С. 63-69.

27. Юдин, Ю. М Влияние давления на скорость ультразвука и термодинамические свойства водных растворов арабинозы / Ю. М. Юдин, Г. И. Максимочкин // Сборник научных статей «Ультразвук и термодинамические свойства вещества». Курск. Курский государственный педагогический институт. - 1990. - С. 30 - 35.

28. Патент 2324962 РФ, в 02 Р 1/07. Объемный дисплей / Г. И. Максимочкин, С. В. Пасечник, А. С. Кравчук, В. А. Цветков, А. Г. Максимочкин, А. В. Лукин // № 2006135980/28; заявлено 12.10.2006; опубл. 20.05.2008. - Бюл. № 14.

29. Патент 2279068 РФ, в 01 N 29/02. Акустическое устройство для измерения скорости и поглощения ультразвука / Г. И. Максимочкин // № 2004110714/28; заявлено 08.04.2004; опубл. 27.06.2006. - Бюл. № 18.

30. Патент 2276783 РФ, О 01 N 29/04. Акустическое устройство для контроля многослойных конструкций / Г. И. Максимочкин, С. В. Пасечник, А. Г. Максимочкин, В. А. Алешин // № 2004110713/28; заявлено 08.04.2004; опубл. 20.05.2006. - Бюл. № 14.

31. Патент 2002256 РФ, МКИ 5 О 01 N 29/02. Способ определения содержания воды в минеральных маслах / И. Ф. Бородин, Г. И. Максимочкин, В. Ф. Яковлев, Р. В. Кушлык. № 5031523/28; заявлено 17.10.91; опубл. 30.10.93. Бюл. № 39-40.

32. Патент 2063026 РФ, в 01 N 29/02. Устройство для измерения содержания воды в нефтепродуктах / Г. И. Максимочкин, Ю. М. Юдин, В. Ф. Яковлев, Р. В. Кушлык. № 5036533/28; заявлено 08.04.92; опубл. 27.06.96.

Тезисы конференций

33. Максимочкип, Г. И. Релаксационные процессы в микроэмульсиях термотропных жидких кристаллов / Г. И. Макснмочкин, С. В. Пасечник // Материалы 1-й Всероссийской конференции по жидким кристаллам. Иваново. - 2012. - С. 54.

34. Дубцов, А. В. Свето-индуцированные ориентационные переходы в каплях нематических жидких кристаллов / А. В. Дубцов, С. В. Пасечник, Г. И. Максимочкин, Т. А. Попова, А. Н. Солодкий // Материалы 1-й Всероссийской конференции по жидким кристаллам. Иваново. -2012.-С. 48.

35. Дубцов, А. В. Свето-индуцированные ориентационные переходы в каплях нематических жидких кристаллов / А. В. Дубцов, С. В. Пасечник, Г.И. Максимочкин, Т. А. Попова, А. Н. Солодкий // Материалы 1-й Всероссийской конференции по жидким кристаллам. Иваново. -2012.-С. 48.

36. Максимочкин, Г. И. Распространение ультразвука и динамические процессы в микроэмульсиях термотропных жидких кристаллов / Г. И. Максимочкин, С. В. Пасечник, А. Г. Максимочкин // Материалы Первой Всероссийской конференции «Проблемы механики и акустики сред с микро- и наноструктурой: НАНОМЕХ - 2009». Нижний Новгород. - 2009. Тезисы докладов. - С. 127-128. Полные тексты докладов. - С. 162-174.

37. Максимочкин, Г. И. Акустическая и фотонно-корреляционная спектроскопия наноэмульсий термотропных жидких кристаллов / Г. И. Максимочкин, С. В. Пасечник // VII LLC, Лиотропные жидкие кристаллы и наноматериалы. Материалы VII Международной научной конференции. Россия, Иваново, 22-25 сентября. - 2009. - С. 70.

38. Максимочкин, Г. И. Фотонно-корреляционная и акустическая спектроскопия наноэмульсий термотропных жидких кристаллов / Г. И. Максимочкин, С. В. Пасечник // VII Международная научная конференция по лиотропным жидким кристаллам и симпозиум "Успехи в изучении термотропных жидких кристаллов" (V Чистяковские чтения), LLC' 2009, Иваново, Россия, 22-25 сентября 2009. - Программа. Ивановский гос. Университет, 2009. - С. 11.

39. Liquid crystal - silicon oil emulsion: prospects of application in 3D displays and fiber optics / G. I. Maksimocjikin, S. V. Pasechnik, A. G. Maksimochkin, A.V. Lukin, V. A. Tsvetkov, A. C. Kravchuk, V. G. Chigrinov // Book of abstracts. Second International. Workshop on Liquid Crystals for Photonics. Cambridge, UK. - 2008. - PA16. - P. 107-108.

40. 1x2 optical switching based on waveguide effect in LC layer / A. G. Maksimochkin, S. V. Pasechnik, V. A. Tsvetkov, G. I. Maksimochkin, V. G. Chigrinov // Book of abstracts. Second International Workshop on Liquid Crystals for Photonics. Cambridge, UK. - 2008. - PA15. - P. 105106.

41. Usol'tseVa, N. Ultrasonic and viscoelastic properties of small-volume mesogen samples at the phase transition / N Usol'tseva, G. Maksimochkin, V. Bykova II Book of abstracts. 18th European Conference on Thermophysical Properties (ECTP-18), Pau, France. - 2008. - F49.

42. Colloidal emulsions / G. I. Maksimochkin, S. V. Pasechnik, M. Slavinec, M. Svetec, S. Kralj // In Experimental Analysis of Nano and Engineering Materials and Structures. Editor by E.E. Gdoutos. Proc. of 13th Intern. Conference of Experimental Mechanics, Alexandroupolis, Greece. -2007. - P. 649-650.

43. Акустические исследования вязкоупругих свойств гомологов сложных эфиров алкилоксифенилциклогексан карбоновой кислоты / Максимочкин Г. И. Пасечник С. В., Тимофеев Г. А., Усольцева Н.В., Быкова В. В. // Тезисы докладов 6-й Международной конференции по лиотропным жидким кристаллам. Россия. Иваново. - 2006.

44. Максимочкин, Г. И. Исследование фазового перехода нематик - изотропная жидкость в эмульсии ЖК440-ПМС5 / А.В.Лукин, Г.И. Максимочкин, С.В.Пасечник // Тезисы докладов 6-й Международной конференции по лиотропным жидким кристаллам. Россия. Иваново.-2006.

45. Formation of electrically controlled waveguide channel in thin liquid crystal layer / A. G. Maksimochkin, S. V. Pasechnik, V. A. Tsvetkov, D. Yakovlev, G. I. Maksimochkin, V. G. Chigrinov // Book of abstracts. International Conference on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling. Kharkov, Ukraine. - 2006. - Op22.

46. Acoustic study of N-I phase transition in liquid crystal-silicon oil emulsion / G. I. Maksimochkin, S. V. Pasechnik, A. G. Maksimochkin, V. A. Tsvetkov, M. Svetec, S. Kralj // Book of abstracts of 21A International Liquid Crystal Conference. Colorado, USA. - 2006.- SURFP-26.

47. Electro-optical properties of nematic liquid crystal emulsion / A. G. Maksimochkin, S. V. Pasechnik, G. I. Maksimochkin, V. A. Tsvetkov, V. G. Chigrinov // Book of abstracts of 21 International Liquid Crystal Conference. Colorado, USA. - 2006. - SURFP-4.

48. Optical switching in a plane of liquid crystal layer / A. G. Maksimochkin, S. V. Pasechnik, V. A. Tsvetkov, D. A. Yakovlev, G. L Maksimochkin, V. G. Chigrinov // Proc. of 13th International Display Workshops. Otsu, Japan. -2006. - LCT. - pp. 3-6.

49. Liquid crystal emulsions: new system for display and non-display applications / S.V. Pasechnik, GJ. Maksimochkin, A.S. Kravchuk, A.V. Lukin // Proc. of 9-th Asian Symposium on Information Display (ASID), New Delhi, India. -2006. - pp. 185-187.

50. Influence of dimensional factor on phase transitions in liquid crystal emulsions / S. V. Pasechnik, G. I. Maksimochkin, S., Kralj, V. A. Tsvetkov, A. V. Lukin // 20th International Liquid Crystal Conference. Ljubljana, Slovenia, July 4-9,2004. - Abstracts. - pp. 765.

51. Critical ultrasound absorption in liquid crystal emulsions in the vicinity of a clearing point / G.I.Maksimochkin, S. V.Pasechnik, S. Kralj, A. G. Maksimochkin // Book of abstracts of 20th International Liquid Crystal Conference. Ljubljana, Slovenia. - 2004. - p. 767.

52. Максимочкин, Г. И. Акустические свойства и мезоморфизм жидкокристаллических эмульсий / Г. И. Максимочкин // 5-я международная конференция по лиотропным жидким кристаллам. Иваново, Россия, 22-25 сентября. - 2003. Тезисы. - С. 23.

53. Микрофотометрия дисперсий жидких кристаллов в изотропных жидкостях / С. В. Пасечник, Г. И. Максимочкин, В. А. Цветков, А. Г. Максимочкин // 5-я международная конференция по лиотропным жидким кристаллам. Иваново, Россия, 22-25 сентября. - 2003. -Тезисы. - С. 26.

54. Maksimochkin, G.I. Structure and properties of liquid crystal emulsions: acoustic and optical investigation / S.V. Pasechnik, G.I. Maksimochkin, V.A. Tsvetkov // Book of abstracts of 7th European Conference on Liquid Crystals, Jaca, Spain. - 2003. - P. 25.

Список литературы

1 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.

2 de Games, P. G. The Physics of Liquid Crystals / P. G. de Gennes, J. Prost. // Oxford: Clarendon Press.-1993.-597 p.

3 Kralj, S. Freedericksz transition in supra-mm nematic droplets / S. Kralj, S. Zumer // Phys. Rev. A. -1992. - V. 45. - P. 2461 - 2470.

Kralj, S. Nematic-isotropic phase transition in liquid-crystal droplet / S. Kralj , S. Zumer, D. W Allender. // Phys. Rev. Б. - 1991. - V. 43.- P. 2943-2952.

5 D. Aronzon, E.P. Levy, PJ. Collogs, A. Chanishvili, G. Chilava, G. Petriashvili Trans-cis isomerizalion of an azoxibenzene liquid crystal // Liquid Crystal, V.34., No. 6.2007. - 707-718

Trans-cis isomerization of an azoxibenzene liquid crystal / D. Aronzon, E.P. Levy, PJ. Collogs, A. Chanishvili, G. Chilava, G. Petriashvili // Liquid Crystal. -2007,- V. 34. - No. 6. - P. 707-718.

Helfrich, W. Effect of electric fields on the temperature of phase transitions of liquid crystals / W. Helfrich // Phys. Rev. Lett. -1970. - V. 24. - P. 201 - 203. Воловик, Г. E. Топологическая динамика дефектов: буджумы в каплях нематика / Г. Е. Воловик, О.Д. Лаврекгович // ЖЭТФ. -1983. - Т. 85 (6). - С. 1997 - 2010.

Colloidal shape controlled by molecular adsorption at liquid crystal interfaces / G. Toquer, T. Phou, S. Monge, A. Grimaldi, M. Nobili, C. Biane // J. Phys. Chem. B. Letters. - 2008,- Vol. 112,- No. 14,-P. 4157-4160.

10 Браун, Г. Жидкие кристаллы и биологические структуры / Г. Браун, Дж. Уолкен // М.: Изд. «Мир», 1982. - 198 с.

Подписано в печать: 17.09.2014 г. Бумага офсетная. Гарнитура «Times New Roman». Печать офсетная. Формат бумаги 60/84 тб. Усл. п.л. 2.

_Тираж 100 экз. Заказ № 116._

Изготовлено с готового оригинал-макета в ИИУ МГОУ. 105005, г. Москва, ул. Радио, д. 10-а.