Posledovatel'nost' trekhmernykh (3D), dvumernykh (2D) i odnomernykh (1D) struktur, obrazuyushchikhsya iz kholestericheskogo zhidkogo kristalla pri izmenenii khiral'nosti

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

References

  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).

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies