Последовательность трехмерных (3D), двумерных (2D) и одномерных (1D) структур, образующихся из холестерического жидкого кристалла при изменении хиральности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе изучается образование модулированных структур в хиральных жидких кристаллах. Для различных хиральных нематиков, которые при низкой температуре образуют обычную холестерическую фазу (с закруткой в одном направлении), мы обнаружили, что при высокой температуре в окрестности фазового перехода в изотропную жидкость наблюдается универсальная последовательность структурных превращений. Планарный холестерик трансформируется при коротком шаге спирали в трехмерные (3D) фазы с кубической симметрией (Голубые Фазы), в двумерную (2D) структуру при промежуточном шаге спирали и в одномерную (1D) структуру в плоскости образца при большом шаге. Структуры обладают периодическим ориентационным и трансляционным порядком на масштабах существенно больше молекулярных масштабов. Оптические измерения проведены на упорядоченных структурах, полученных вблизи температуры перехода в изотропную фазу. Возможные причины образования структур обсуждаются на основе существующих экспериментальных данных и теоретических подходов.

Об авторах

К. Д Бакланова

Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН

Email: pauldol@issp.ac.ru

В. К Долганов

Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН

Email: pauldol@issp.ac.ru

Е. И Кац

Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: pauldol@issp.ac.ru

П. В Долганов

Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН

Email: pauldol@issp.ac.ru

Список литературы

  1. M. Kleman and O. D. Lavrentovich, Soft Matter Physics: An Introduction, Springer, N.Y. (2003).
  2. I. Dierking, Textures of Liquid Crystals, WILEY-VCH, Weinheim (2003).
  3. P. Oswald and P. Pieranski, Nematic and Cholesteric Liquid Crystals: Concepts and Physical Properties Illustrated by Experiments, Taylor and Francis, Boca Raton (2005).
  4. С. А. Бразовский, С. Г. Дмитриев, ЖЭТФ 69, 979 (1975).
  5. S. Meiboom and M. Sammon, Phys. Rev. A 24, 468 (1981).
  6. V. A. Belyakov and V. E. Dmitrienko, Sov. Phys. Usp. 28, 535 (1985).
  7. D. C. Wright and N. D. Mermin, Rev. Mod. Phys. 61, 385 (1989).
  8. В. А. Чижиков, ЖЭТФ 159, 656 (2021).
  9. V. E. Dmitrienko, E. N. Ovchinnikova, J. Kokubun, and K. Ishida, Pis'ma v ZhETF 92, 424 (2010).
  10. S.-W. Ko, S.-H. Huang, A. Y.-G. Fuh, and T.-S. Lin, Opt. Express 17, 15926 (2009).
  11. E. I. Kats, V. V. Lebedev, and A. R. Muratov, Phys. Rep. 228, 1 (1993).
  12. Y. Bouligand, Journal de Physique 33, 715 (1972).
  13. Ch. S. Rosenblatt, R. Pindak, N. A. Clark, and R. B. Meyer, Journal de Physique 38, 1105 (1977).
  14. W. J. Benton, E. W. Toor, C. A. Miller, and T. Fort, Le journal de Physique 40, 107 (1979).
  15. A. M. Donald, C. Viney, and A. P. Ritter, Liq. Cryst. 1, 287 (1986).
  16. R. Meister, M.-A. Hall'e, H. Dumoulin, and P. Pieranski, Phys. Rev. E 54, 3771 (1996).
  17. B. I. Senyuk, I. I. Smalyukh, and O. D. Lavrentovich, Phys. Rev. E 74, 011712 (2006).
  18. G. Agez, R. Bitar, and M. Mitov, Soft Matter 7, 2841 (2011).
  19. B. Zappone, C. Meyer, L. Bruno, and E. Lacaze, Soft Matter 8, 4318 (2012).
  20. A. Bobrovsky, O. Sinitsyna, S. Abramchuk, I. Yaminsky, and V. Shibaev, Phys. Rev. E 87, 012503 (2013).
  21. R. S. Zola, L. R. Evangelista, Y.-C. Yang, and D.- K. Yang, Phys. Rev. Lett. 110, 057801 (2013).
  22. A. Nych, J.-I. Fukuda, U. Ognysta, S. Zumer, and I. Muˇseviˇc, Nat. Phys. 13, 1215 (2017).
  23. H. K. Bisoyi, T. J. Bunning, and Q. Li, Adv. Mater. 30, 1706512 (2018).
  24. A. Jullien, A. Scarangella, U. Bortolozzo, S. Residori, and M. Mitov, Soft Matter 15, 3256 (2019).
  25. M. O. Lavrentovich and L. Tran, Phys. Rev. Research 2, 023128 (2020).
  26. W.-S. Wei, J. Jeong, P. J. Collings, and A. G. Yodh, Soft Matter 18, 4360 (2022).
  27. J.-C. Loudet, P. V. Dolganov, P. Patr'ıcio, H. Saadaoui, and P. Cluzeau, Phys. Rev. Lett. 106, 117802 (2011).
  28. A. Choudhary, S. Kumar, A. Bawa, S. P. Singh, A. K. Thakur, Rajesh, and A. M. Biradar, Phys. Rev. E 105, 044706 (2022).
  29. П. В. Долганов, В. К. Долганов, Е. И. Кац, Письма в ЖЭТФ 115, 236 (2022).
  30. P. V. Dolganov, R. D. Baklanova, and V. K. Dolganov, Phys. Rev. E 106, 014703 (2022).
  31. X. Du, F. Yang, Y. Liu, H. F. Gleeson, and D. Luo, Langmuir 39, 1611 (2023).
  32. I. Rault and P. E. Cladis, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 15, 1 (1971).
  33. P. E. Cladis and M. Kleman, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 16, 1 (1972).
  34. О. О. Прищепа, В. С. Сутормин, М. Н. Крахалев, А. А. Иваненко, А. Д. Шефер, В. Я. Зырянов, Жидкие кристаллы и их практическое использование 22, 111 (2022).
  35. G. Friedel and F. Grandjean, Bull. Soc. Fr. Miner. Cristallogr. 33, 409 (1910).
  36. G. Friedel, Ann. Phys. 18, 273 (1922).
  37. W. Bragg, Trans. Faraday Soc. 29, 1056 (1933).
  38. Y. Bouligand, Journal de Physique 34, 603 (1973).
  39. M. Yada, J. Yamamoto, and H. Yokoyama, Langmuir 18, 7438 (2002).
  40. M. Yada, J. Yamamoto, and H. Yokoyama, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 409, 119 (2004).
  41. J. V. Selinger, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 13, 49 (2022).
  42. C. Long and J. V. Selinger, Soft Matter 19, 519 (2023).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».