Эффект адсорбции в ячейке ферронематика

C.В. Бурылов  (Днепропетровск, Украина), В.И. Задорожный, И.П. Пинкевич, В.Ю. Решетняк  (Киев, Украина)

В последние годы значительно возрос интерес к ферронематикам (ФН)  -  нематическим жидким кристаллам (НЖК), которые наполнены магнитными частицами. Такие системы интересны как с теоретической, так и с экспериментальной точек зрения и весьма привлекательны в отношении приложений, в частности, при использовании в устройствах обработки и отбражения информации. Ключевым свойством ферронематиков, отличающим их от чистых НЖК, является их высокая магнитная восприимчивость, что позволяет управлять жидкокристаллической текстурой ФН с помощью весьма слабых (< 10 Э) магнитных полей.

В настоящей работе рассматривается влияние эффекта адсорбции и десорбции твердых магнитных частиц на макроскопические свойства ферронематика, заполняющего плоскую ячейку. Мы полагаем, что границы плоского слоя обработаны поверхностно-активным веществом, которое вызывает частичную адсорбцию феррочастиц на обкладках ячейки. Внешнее магнитное поле, вызывающее поворот феррочастиц, приводит к десорбции магнитных зерен и, таким образом, влияет не только на объемные, но и на поверхностные свойства ФН.

Для описания равновесного состояния ФН во внешнем магнитном поле с учетом эффекта адсорбции/десорбции мы модифицировали известный функционал свободной энергии, предложенный в работе [1]. В результате численного решения уравнений равновесия получены профили ориентации жидко­кристаллической текстуры ФН и профили концентрации феррочастиц. Показано, что адсорбция магнитных зерен на обкладках ячейки снижает эффект сегрегации, что на практике может быть использовано для повыщения агрегативной устойчивости ферронематических суспензий.

Данная работа выполнена при поддержке INTAS ( грант № 99-00312).

 

1. S.V. Burylov and Yu.L. Raikher, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 258, 107 (1995).