Posledovatel'nost' trekhmernykh (3D), dvumernykh (2D) i odnomernykh (1D) struktur, obrazuyushchikhsya iz kholestericheskogo zhidkogo kristalla pri izmenenii khiral'nosti
- Authors: Baklanova K.D1, Dolganov V.K1, Kats E.I1, Dolganov P.V1
-
Affiliations:
- Issue: Vol 117, No 7-8 (4) (2023)
- Pages: 537-542
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/145185
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567823070091
- EDN: https://elibrary.ru/KBZCAA
- ID: 145185
Cite item
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
- M. Kleman and O. D. Lavrentovich, Soft Matter Physics: An Introduction, Springer, N.Y. (2003).
- I. Dierking, Textures of Liquid Crystals, WILEY-VCH, Weinheim (2003).
- P. Oswald and P. Pieranski, Nematic and Cholesteric Liquid Crystals: Concepts and Physical Properties Illustrated by Experiments, Taylor and Francis, Boca Raton (2005).
- С. А. Бразовский, С. Г. Дмитриев, ЖЭТФ 69, 979 (1975).
- S. Meiboom and M. Sammon, Phys. Rev. A 24, 468 (1981).
- V. A. Belyakov and V. E. Dmitrienko, Sov. Phys. Usp. 28, 535 (1985).
- D. C. Wright and N. D. Mermin, Rev. Mod. Phys. 61, 385 (1989).
- В. А. Чижиков, ЖЭТФ 159, 656 (2021).
- V. E. Dmitrienko, E. N. Ovchinnikova, J. Kokubun, and K. Ishida, Pis'ma v ZhETF 92, 424 (2010).
- S.-W. Ko, S.-H. Huang, A. Y.-G. Fuh, and T.-S. Lin, Opt. Express 17, 15926 (2009).
- E. I. Kats, V. V. Lebedev, and A. R. Muratov, Phys. Rep. 228, 1 (1993).
- Y. Bouligand, Journal de Physique 33, 715 (1972).
- Ch. S. Rosenblatt, R. Pindak, N. A. Clark, and R. B. Meyer, Journal de Physique 38, 1105 (1977).
- W. J. Benton, E. W. Toor, C. A. Miller, and T. Fort, Le journal de Physique 40, 107 (1979).
- A. M. Donald, C. Viney, and A. P. Ritter, Liq. Cryst. 1, 287 (1986).
- R. Meister, M.-A. Hall'e, H. Dumoulin, and P. Pieranski, Phys. Rev. E 54, 3771 (1996).
- B. I. Senyuk, I. I. Smalyukh, and O. D. Lavrentovich, Phys. Rev. E 74, 011712 (2006).
- G. Agez, R. Bitar, and M. Mitov, Soft Matter 7, 2841 (2011).
- B. Zappone, C. Meyer, L. Bruno, and E. Lacaze, Soft Matter 8, 4318 (2012).
- A. Bobrovsky, O. Sinitsyna, S. Abramchuk, I. Yaminsky, and V. Shibaev, Phys. Rev. E 87, 012503 (2013).
- R. S. Zola, L. R. Evangelista, Y.-C. Yang, and D.- K. Yang, Phys. Rev. Lett. 110, 057801 (2013).
- A. Nych, J.-I. Fukuda, U. Ognysta, S. Zumer, and I. Muˇseviˇc, Nat. Phys. 13, 1215 (2017).
- H. K. Bisoyi, T. J. Bunning, and Q. Li, Adv. Mater. 30, 1706512 (2018).
- A. Jullien, A. Scarangella, U. Bortolozzo, S. Residori, and M. Mitov, Soft Matter 15, 3256 (2019).
- M. O. Lavrentovich and L. Tran, Phys. Rev. Research 2, 023128 (2020).
- W.-S. Wei, J. Jeong, P. J. Collings, and A. G. Yodh, Soft Matter 18, 4360 (2022).
- J.-C. Loudet, P. V. Dolganov, P. Patr'ıcio, H. Saadaoui, and P. Cluzeau, Phys. Rev. Lett. 106, 117802 (2011).
- A. Choudhary, S. Kumar, A. Bawa, S. P. Singh, A. K. Thakur, Rajesh, and A. M. Biradar, Phys. Rev. E 105, 044706 (2022).
- П. В. Долганов, В. К. Долганов, Е. И. Кац, Письма в ЖЭТФ 115, 236 (2022).
- P. V. Dolganov, R. D. Baklanova, and V. K. Dolganov, Phys. Rev. E 106, 014703 (2022).
- X. Du, F. Yang, Y. Liu, H. F. Gleeson, and D. Luo, Langmuir 39, 1611 (2023).
- I. Rault and P. E. Cladis, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 15, 1 (1971).
- P. E. Cladis and M. Kleman, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 16, 1 (1972).
- 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).
- G. Friedel and F. Grandjean, Bull. Soc. Fr. Miner. Cristallogr. 33, 409 (1910).
- G. Friedel, Ann. Phys. 18, 273 (1922).
- W. Bragg, Trans. Faraday Soc. 29, 1056 (1933).
- Y. Bouligand, Journal de Physique 34, 603 (1973).
- M. Yada, J. Yamamoto, and H. Yokoyama, Langmuir 18, 7438 (2002).
- M. Yada, J. Yamamoto, and H. Yokoyama, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 409, 119 (2004).
- J. V. Selinger, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 13, 49 (2022).
- C. Long and J. V. Selinger, Soft Matter 19, 519 (2023).