Ориентационные структуры в каплях холестерического жидкого кристалла с гомеотропными граничными условиями

ФИЦ КНЦ СО РАН

Авторы: М.Н. Крахалев, О.О. Прищепа, А.П. Гардымова, В.Я. Зырянов

Проект государственного задания 0356-2019-0039

Тип результата: фундаментальный

Капли холестерика с гомеотропными граничными условиями представляют большой интерес, поскольку в таких системах возможно формирование разнообразных ориентационных структур поля директора. Стабильность различных конфигураций директора обусловлена нарушениями геликоидальной структуры на границе капли. В этом случае одним из ключевых параметров, определяющих конфигурацию, является соотношение между диаметром капли d и собственным шагом спирали холестерика p0, определяемое через относительный хиральный параметр N0 = 2d/p0, показывающий какое число π оборотов директора укладывается на диаметр капли.

В данной работе впервые проведены идентификация и систематизация формирующихся структур в широком диапазоне значений 0 < N0 <7: радиальной конфигурации, закрученной структуры с точечным дефектом, закрученной тороидальной конфигурации, промежуточной слоеподобной структуры и слоеподобной конфигурации. Охарактеризованы все образующиеся виды конфигураций директора, проанализированы наблюдающиеся топологические дефекты. Объяснена стабильность той или иной ориентационной структуры. Показано, что при 4.7 < N0 <5.4 возможно формирование одновременно четырех различных конфигураций директора.

Диаграмма конфигураций директора (справа) и соответствующих оптических текстур (слева) в каплях холестерика с гомеотропными граничными условиями.

Публикации:

Krakhalev M.N., Rudyak V.Yu., Prishchepa O.O., Gardymova A.P., Emelyanenko A.V., Liu J.H., and Zyryanov V.Ya. Orientational structures in cholesteric droplets with homeotropic surface anchoring // Soft Matter. 2019. V. 15. P. 5554-5561.   https://doi.org/10.1039/C9SM00384C   IF (WoS) – 3.399, Q1