Структура холестерического жидкого кристалла в акустическом переходе Фредерикса за порогом эффекта 

Е.Н. Кожевников  (Самара)

Жидкие кристаллы демонстрируют разнообразие пространственно - модулированных диссипативных структур (доменов), которые могут возникать в них при периодической деформации кристалла в осциллирующих потоках, вязких волнах, звуковом поле. Вид доменов в них зависит от исходной ориентации кристалла, геометрии жидкокристаллической ячейки, типа и частоты воздействия. Теоретическое описание доменных структур на низких частотах на основе уравнений нематодинамики Лесли-Ериксена и на высоких, с привлечением релаксационных эффектов, во всех ранее опубликованных работах сводится к определению пороговой интенсивности воздействия и геометрии доменов на пороге эффекта. Гораздо больший интерес представляет описание доменной структуры кристалла за порогом эффекта, определение степени деформации кристалла в доменах, изменение геометрии искажений с увеличением интенсивности воздействия, а также иерархии вторичных структур. В настоящей работе предлагается теоретическое описание эволюции пространственно - модулированной структуры в слое холестерического жидкого кристалла (ХЖК) при воздействии на него ультразвуковой волны с интенсивностью, превышающей пороговую. В основе описания лежат уравнения гидродинамики ХЖК, учитывающие процессы структурной релаксации, существенные на ультразвуковых частотах. Степень деформации структуры в доменах и их геометрия за порогом эффекта анализируются методом возмущений, для чего выведенные ранее в линейном по искажениям структуры варианте [1] уравнения динамики ХЖК дополнены нелинейными слагаемыми. Построена скэйлинговая зависимость размера доменов и амплитуды деформации структуры от относительной интенсивности звуковой волны и предварительного растяжения ХЖК – слоя. Показано, что за порогом эффекта устойчивым возмущениям структуры соответствует интервал значений волновых чисел, нарастающий при продвижении за порог, а наиболее вероятный размер доменов должен уменьшаться при продвижении с увеличением интенсивности воздействия. Последний результат коррелирует с данными эксперимента [2]. Отмечено уменьшение скорости нарастания деформации в доменах с интенсивностью ультразвука, что отражает уменьшение относительной роли звукового воздействия в формировании доменной структуры при предварительного растяжение слоя.

 

1. Кожевников.Е.Н.// Акуст. Журн. 2020. Т.48. N6. С . 777-787.

2. Гурова И.Н, Капустина О.А..// Акуст. Журн. 1997. Т.43. N3. С .338-343.