ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ТЕОРИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ВЯЗКОСТИ НЖК 1 Активационный механизм из "Вязкость нематических жидких кристаллов" Л — средний период стенки, а = аЦ гщ, г] = щ/щ, к = К35/К22. В [136] для мерковской смеси М1-5 путем подгонки получены отношения коэффициентов вязкости а = 0,86 и 77 = 0,23. [c.67] Анализируя описанные в данном параграфе методы, отметим, что все они по сравнению с методом вращающегося магнитного поля требуют намного меньших количеств ЖК (что очень важно при изучении новых веществ) и, ненамного проигрывая в точности, позволяют использовать более простую аппаратуру. Предпочтительнее оказываются оптические методы, так как из-за неоднородностей поля и толщины слоя при измерении емкости слоя ЖК могут возникать значительные ошибки. Кроме того, поскольку прямые измерения анизотропии диамагнитной восприимчивости Ха практически выполнить чрезвычайно трудно [3], лучше применять там, где это возможно, электрическое поле. [c.67] Локальные флуктуации (5п директора п ЖК приводят к интенсивному рассеянию света, что делает большой образец жидкого кристалла мутным. Теория статики и динамики флуктуаций директора НЖК получена в работах 138, 139]. Достаточно полное ее изложение имеется также в книгах [2, 3, 87]. Поэтому здесь мы ограничимся описанием некоторых практически важных экспериментов [140-146]. [c.67] Формулы (2.5.5) и (2.5.6) значительно упрощаются, если предположить, что дц д или д . [c.68] Интенсивность избыточного шума, обусловленного рассеянием на термических флуктуациях директора, над фоновым шумом для гетеродинного спектра, измеренного ири смешении рассеянного света с локальным осциллятором (начальным расшепленным лазерным пучком), в два раза выше, чем для гомодинного спектра (рис. 2.5.2). [c.69] Вследствие гауссова характера флуктуаций полуширина гетеродинного спектра в два раза уже, чем полуширина гомодинного спектра [142]. [c.69] На рис. 2.5.9 показано, в каких диапазонах углов рассеяния реализуется та или иная мода [142]. Подставляя в найденные значения вязкоупругих отношений значения констант упругости, полученные из порога перехода Фредерикса, можно определить и сами значения вращательной вязкости. [c.73] При наличии пространственной неоднородно сти директора с характерной длиной 1а ширина линии спектра рассеяния увеличивается на множитель (1 + [123]. Для индуцируемой внешним полем деформации аналогом является выражение (2.4.31). [c.73] В [151] показано, что при использовании гомеотропной ориентации НЖК и наклонного падения, вследствие уменьшения многократного рассеяния, спектр лоренцевого вида может быть получен даже при очень малых значениях углов рассеяния (до 0,015 рад 1° ) и выделен достаточно точно на фоне статического рассеяния гомодинным методом. Последнее позволяет определить не вязкоупругое отношение, а отношение 71 /ха или щ/Ха, Щ/Ха, так как в этом случае из-за малости волнового вектора в знаменателе выражения (2.5.4) присутствует член, описывающий магнитное поле [к (д) + ХиН ), который превалирует благодаря малости волнового векторад. [c.77] При использовании метода комбинационного рассеяния света в образце НЖК, к которому приложено электрическое поле, можно получить времена релаксации отдельно для жесткого остова молекулы и более гибких алкильных заместителей. Описание такого метода дано в [152]. [c.77] Хотя измерения вязкоупругих отношений методом светорассеяния и требуют сложной экспериментальной аппаратуры и специально подготовленных помещений, они дают очень ценную информацию, поскольку эксперименты проводятся с неискаженным образцом жидкого кристалла и избавлены от многих ошибок, присущих другим методам. Эти измерения позволяют точно отследить зависимость величины вращательной вязкости 71 от температуры и степени упорядоченно сти [125]. [c.77] На рис. 2.5.16 приведены результаты измерения температурной зависимости величины 71, полученные для БФ-5 тремя разными методами [153]. Совпадение этих результатов говорит об адекватности используемых методов. [c.77] В заключение приведем перечень коэффициентов вязкости НЖК с указанием возможного метода их определения (табл. 2.1). [154, 155, 156]. [c.77] Анализ рассмотренных в настоящей главе методов показывает, что для постановки эксперимента очень важно правильно определить граничные условия, скорость течения или вращения ЖК, подобрать необходимую величину внешнего поля, выбрать подходящие датчики сигналов. Наиболее богатую информацию по всем коэффициентам дает метод сдвигового течения, требующий, однако, большого количества исследуемого вещества. Полный набор коэффициентов вязкости можно получить при использовании метода светорассеяния на флуктуациях директора. Для эксперимента нужно минимальное количество вещества и в то же время специальная аппаратура. Простотой при малом количестве ЖК для измерений отличается метод исследования релаксации перехода Фредерикса. [c.77] Для организаций и групп, использующих ЖК материалы в практических целях, можно применять простые вискозиметры типа Оствальда или Хааке для оценки величины кинематиче ской или динамической вязкости и релаксации перехода Фредерикса в планарно ориентированных ячейках для оценки вращательной вязкости. [c.79] При появлении жидкокристалличе ских вешеств и смесей с температурой плавления ниже О °С обнаружилось, что активационный механизм описывает температурную зависимость вязкости не во всем нематическом интервале. Для объяснения этой зависимости Шад и Целлер предположили аналогию жидких кристаллов и полимеров, что позволило использовать модель свободного объема и рассчитать значения вязкости произвольного вещества по инкрементам. [c.80] В ряде работ Немцова используются методы современной статистической термодинамики — метод проектирующих операторов Цванцига-Тори и неравновесного статистического оператора Зубарева. В этом случае коэффициенты вязкости и другие кинетические коэффициенты выражены временными корреляционными функциями, точный вид которых рассчитывается с помощью некоторого кинетического уравнения или другими методами. Хотя такой подход не привязан к определенному виду кинетического уравнения, для расчета коэффициентов вязкости обычно используется уравнение Фоккера-Планка. [c.80] Для вычислительного моделирования системы, подвергаемой произвольному воздействию, Хессом и Баальсом были применены методы неравновесной молекулярной динамики, отличающиеся простотой и наглядностью. [c.80] Вернуться к основной статье