Розглянуто холестеричні рідкі кристали (РК), індуковані фоточутливими хіральними домішками (ізомерами вітаміну Д і спорідненими сполуками), а також вплив структурної модифікації домішок на величину кроку холестеричної спіралі та її знак. Доведено, що дія штучного та сонячного УФ опромінення призводить до збільшення кроку холестеричної спіралі, що спричинене фотоперетвореннями 7-ДГХ. Детально проаналізовано орієнтаційні ефекти тонкими плівками (адсорбованими, полімерними та ленгмюрівськими) на основі стероїдів. Монодоменну планарну орієнтацію нематичних РК даними плівками отримано внаслідок дії лінійного поляризованого УФ опромінювання. Напрямок осі легкого орієнтування РК збігається з вектором поляризації світла. Доведено, що адсорбовані молекули 7-ДГХ (та плівки Ленгмюра-Блоджетт на їх основі) забезпечують гомеотропну орієнтацію нематичних РК (із від'ємною та додатною діелектричною анізотропією), яка змінюється на планарну під дією лінійно поляризованого УФ опромінення. Охарактеризовано S- та B-ефекти для дводоменних РК комірок із планарною та гомеотропною орієнтацією.

  Скачати повний текст

Наведено результати експериментальних досліджень транспортних (електричних, теплофізичних) і нелінійно-оптичних властивостей іонних рідких кристалів (ІРК) метал-алканоатів і нових композитних матеріалів на їх основі (двошарової комірки "плівка барвника - шар ліотропного ІРК", іонних смектичних стекол (ІСС), забарвлених барвниками різної молекулярної структури). Установлено, що у смектичному електроліті транспорт основних носіїв заряду (катіонів калію) найефективніше відбувається вздовж двовимірних катіон-аніонних шарів з водним прошарком нанометрової товщини і характеризується значенням рухливості у декілька разів більшим у порівнянні з аналогічною величиною рухливості катіону калію в ізотропних водних об'ємних (тривимірних) розчинах. Показано, що у разі покриття плівки барвника шаром ліотропного ІРК (створення двошарової комірки) є можливим голографічний запис лише динамічних граток на відміну від випадку непокритих плівок барвника, де відбувається голографічний запис стаціонарних рельєфних граток. Досліджено голографічний запис тонких динамічних граток у таких композитах. Показано залежність запису та релаксації граток у двошарових комірках від теплофізичних параметрів ліотропного ІРК. Запропоновано методику виготовлення іонних смектичних стекол, забарвлених барвниками різної молекулярної структури. Досліджено нелінійно-оптичні параметри і голографічний динамічний запис у таких середовищах. Доведено переваги ІСС як нових перспективних матриць.

  Скачати повний текст

Показано, що у вільнопідвішених плівках нематичного рідкого кристала 5ЦБ спостерігаються стабільні текстури: гомеотропна та планарна шлірен-текстура. Встановлено, що тип орієнтації у плівках змінюється залежно від швидкості охолодження півки з ізотропної фази до нематичної. Проаналізовано ієрархію структур у вільнопідвешеній плівці нематичного рідкого кристала. Виявлено значну зміну форм крапель нематичного рідкого кристалу, завислих у рідкому ізотропному полімері, за дії зовнішнього змінного електричного поля. Встановлено, що у разі діелектричного характеру взаємодії деформована крапля має форму витягнутого еліпсоїда, а за провідного характеру взаємодії крапля набуває веретеноподібної форми. Розраховано величину критичного поля, за якої крапля починає деформуватися. Експериментально виявлено немонотонність зміни коефіцієнта поверхневого натягу на межі рідкий кристал - полімер зі зростанням концентрації іонів. Вперше експериментально отримано гексагональну структуру в системі крапель гліцерину, завислих у нематичній плівці з гібридною орієнтацією директора. Експериментально отримано залежність періоду структури від розміру крапель.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Встановлено характер структурної організації мезогенних молекул в індукованих холестеричних рідких кристалах на основі нематичних матриць з прямою та скошеною сиботактичними структурами та показано залежність сформованої структури від роду домішки, а саме, ступеня розвитку флуктуацій зразку індукованого холестерика під дією електричного поля на конфокальних доменах і дифракційних решітках фазового типу. Визначено структуру конфокальних доменів, їх розміри та трансформацію під дією елекричного поля. Вперше встановлено відмінність характеру міжмолекулярної взаємодії в системі нематичної матриці - домішок ефірів холестерину, показано, що холестирині речовини з великою спіралізуючою здатністю деспіралізуються в нематичній матриці незалежно від її структури. Збільшення трансляційної впорядкованості матриці призводить до зменшення закручувальної здатності холестеричних молекул. Показано, що з ростом структурної впорядкованості індукованого холестерика зменшуються величини порогових полів прямого та зворотного холестерико-нематичного переходів, в основному за рахунок збільшення величини кроку індукованої спіралі.

  Скачати повний текст

Досліджено ефект світлоіндукованого зчеплення рідкого кристала (РК) 5СВ з домішкою азобарвника метилового червоного (МЧ). Встановлено ефект прихованої фотоорієнтації 5СВ з МЧ на нефоточутливій полімерній поверхні (PVCN-F) після опромінення РК в ізотропній фазі поляризованим світлом. Напрямок світлоіндукованої осі легкого орієнтування на поверхні є паралельним чи перпендикулярним, або перпендикулярним поляризації світла, залежно від інтенсивності, що пов'язано з наявністю двох механізмів фотоорієнтації: світлоіндукованої адсорбції молекул МЧ на підкладку та десорбцію з попередньо адсорбованого шару барвника. Дослідження фотоорієнтації РК на тонких плівках МЧ підтвердили дану модель. Показано вплив орієнтаційного впорядкування в мезофазі та природи орієнтуючої поверхні на ефект світлоіндукованого зчеплення. Знайдено, що світлоіндукована вісь легкого орієнтування формується на фоні спонтанно адсорбованого анізотропного шару молекул барвника, і фінальне зчеплення визначається кумулятивним впливом темнового та світлоіндукованого зчеплення. Виявлено ефект виникнення світлоіндукованих просторово-модульованих текстур у комірках з сумішшю 5СВ+МЧ під час опромінення гаусового променя лазера в смузі поглинання МЧ. Показано, що ефект обумовлений просторовою модуляцією стану поляризації світла на внутрішній поверхні комірки за рахунок конформаційної нелінійності, що призводить до відповідної модуляції осі легкого орієнтування на фотоадсорбівній поверхні.

  Скачати повний текст

Розглянуто основні фізичні властивості складних гетерогенних систем, сформованих на базі рідких кристалів. Визначено ієрархію структур та рівноважну конфігурацію поля директора в тонких вільнопідвішених плівках нематичного рідкого кристалу. Запропоновано альтернативний механізм лазерного захоплення колоїдних частинок у рідкому кристалі, в якому показник заломлення колоїдних частинок менший, ніж показники заломлення рідкого кристалу. Визначено основні характеристики оптичної пастки та механізми взаємодії колоїдної частинки з викривленим полем нематичного директора. Розкрито природу взаємодії між колоїдними частинками на поверхні рідкого кристалу. Виявлено нову колоїдну взаємодію, що базується на зв'язку між пружністю та поверхневими властивостями рідкого кристалу. Розглянуто багаточастинкову взаємодію колоїдних частинок та умови формування надмолекулярних кристалічних структур на поверхні нематичного рідкого кристалу. Розроблено надтонкі ліотропні хромонічні рідкокристалічні поляризатори та визначено їх матеріальні параметри. Обгрунтовано нову концепцію агрегації барвників у рідкому кристалі та їх взаємодії з електромагнітним полем світлової хвилі.

  Скачати повний текст

Вперше проведено комплексний аналіз процесів на межі поділу електрод - рідкий кристал. Встановлено, що саме молекули з більшою поляризаційною здатністю створюють сольватні оболонки навколо іонів. З'ясовано, що за наявності сольватних оболонок іони притягуються до поверхні електрода переважно за рахунок дії сил дзеркального зображення. Визначено, що перенос електронів відбувається завдяки емісії Шотткі крізь тонкий діелектричний шар. У планарно орієнтованих рідких кристалах з ненульовим дипольним моментом виявлено низькочастотний релаксаційний процес, зумовлений дипольною поляризацією молекул у приелектродній області, товщина якої дорівнює дебаївській товщині екранування. Визначено параметри подвійних електричних шарів за відсутності та наявності електричного поля.

  Скачати повний текст

Досліджено пружну взаємодію світла з неоднорідним хіральним анізотропним середовищем на прикладі хіральних рідкокристалічних композицій. Вивчено слабо- та сильнозакручені структури. Розроблено швидкісні методи розрахунку поширення світла в слабозакручених рідкокристалічних середовищах та одержано аналітичний вираз коефіцієнта пропускання світла коміркою, залитою закрученим нематичним рідким кристалом, яка розташована між двома поляризаторами, у випадку похилого падіння світла. Запропоновано моделі, які дозволяють описати процеси пружної взаємодії світла з нематико-холестеричним рідким кристалом. З використанням експериментальних даних розв'язано обернену оптичну задачу та одержано основні характеристики запропонованої моделі, що дало змогу розрахунковим шляхом знаходити просторовий та спектральний розподіли розсіяного нематико-холестеричним рідким кристалом світла за довільних умов освітлення. Запропоновано методи знаходження оптимальних умов освітлення та спостереження холестеричних рідкокристалічних дисплеїв. Досліджено розсіяння світла гібридноорієнтованими холестеричними рідкими кристалами, наведено метод знаходження їх матриці розсіяння, а також метод одночасного знаходження товщини холестеричної рідкокристалічної комірки та середнє значення показника заломлення рідкого кристала, даний метод базується на аналізі спектральних положень особливостей в спектрі дзеркально відбитого від комірки світла за різних кутів падіння.

  Скачати повний текст

Визначено, що вирішальним фактором, що спричиняє зростання спірального закручування в холестеричній матриці під час внесення нехірального допанту, є ступінь ефективної анізометрії молекул функціонально-активних допантів (ФАД), а відзначені в окремих випадках істотні відхилення від відповідної лінійної залежності є проявами специфічних міжмолекулярних взаємодій компонентів системи. Виявлено, що довжини хвиль максимумів люмінесценції для низки органічних речовин в РК-розчинниках істотно відрізняються від таких в ізотропних органічних розчинниках і кристалічному стані. Встановлено, що органічні люмінофори, які використовують як сцинтилюючі домішки ( o -РОРОР, нафтилфенілоксазол, пірен), виявляють високу (більше ~10 %) розчинність в холестеричних рідкокристалічних матрицях, за умов цього зберігаються селективні оптичні властивості систем.

  Скачати повний текст

Досліджено теорію взаємодії в нематичних колоїдах або нематичних емульсіях. Відзначено, що взаємодія колоїдів через поле нематичного директора є далекосяжною та певною мірою подібною до електростатичної. Розроблено представлення парної взаємодії частинок у нематичному рідинному кристалі, в якому природно виникають пружний заряд і пружні мультипольні моменти, а також їх джерело - густина пружного заряду. Через векторний характер поля директора побудована колоїдна нематостатика суттєво відрізняється від скалярної електростатики, а саме: пружний заряд є вектором, пружні мультиполя мають складну тензорну структуру; пружні заряди одного знаку притягаються, а різного - відштовхуються. Пружний заряд знайдено з закону збереження моменту. Доведено, що компоненти вектора зовнішнього моменту сил, що діють на частинку, повністю визначають вектор її пружного заряду, і, відповідно, кулоноподібна взаємодія є взаємодією двох векторів зовнішніх моментів. Визначено наближення, в якому взаємодія через поле директора є парною. Виведено формули пружної диполь-дипольної і квадруполь-квадрупольної взаємодії, а також взаємодії заряд - диполь, заряд - квадруполь і диполь - квадруполь. Розглянуто окремі випадки такої взаємодії. Розроблено метод дзеркальних відображень у нематостатиці, з використанням якого вирішено проблему взаємодії колоїду зі стінкою за довільного нахилу директора на її поверхні.

  Скачати повний текст

Запропоновано феноменологічну модель поверхнево-керованої переорієнтації директора в об'ємі рідкого кристала (РК) під дією світла, яка пов'язує зміну орієнтації РК із світлоіндукованою зміною енергії зчеплення та осі легкого орієнтування на фоточутливій орієнтувальній поверхні. Встановлено, що переорієнтація директора є пороговою у комірці з гомеотропно орієнтованим РК і безпороговою у комірках з гібридною орієнтацією. Досліджено ефект зміни напрямку світло-індукованої осі легкого орієнтування РК на поверхні полісилоксан-циннамату з фоточутливим боковим фрагментом. Апробовано феноменологічну модель даного ефекту, яка пов'язує зміну орієнтації РК з конструкцією двох фотохімічних процесів у шарі полісилоксан-циннамату. Виявлено та досліджено ефект бістабільної орієнтації РК на фоточутливій полімерній поверхні у разі опромінення РК комірки поляризованим світлом за умов одночасної дії магнітного поля. Значну увагу приділено електрично-керованій переорієнтації директора у площині РК комірки з фотоорієнтувальною поверхнею та охарактеризовано залежність електро-оптичних характеристик комірки від величини енергії зчеплення РК з орієнтувальною поверхнею. Розроблено фоточутливу орієнтувальну поверхню із стабільною у часі аномально малою енергією зчеплення, що дозволило запропонувати новий тип РК-приладу.

  Скачати повний текст

Розглянуто основні фізичні механізми орієнтації ліотропних хромонічних рідких кристалів (ЛХРК). Запропоновано ефективну та просту методику дослідження енергії термальної десорбції рідкокристалічних матеріалів з поверхні підкладки. Досліджено механізм фотонної очистки орієнтуючої поверхні, коли в результаті опромінення поляризованим ультрафіолетом відбувається анізотропне поглинання і, як наслідок - селективна десорбція адсорбованих молекул. Досліджено ефект переорієнтації директора світлопоглинальних ЛХРК під дією поляризованого оптичного опромінення. Розкрито можливість практичного застосування орієнтованих твердих плівок, виготовлених з ЛХРК розчинів, а також проведено їх характеризацію. Досліджено потенціал зчеплення ЛХРК з підкладкою, що коректно описується функцією з двома мінімумами для пленарної або гомеотропної орієнтації й енергетичним бар'єром для проміжних орієнтацій. Показано, що деформація ЛХРК у гібридній конфігурації відбувається через зміну орієнтації директора та через зміни значення параметра порядку.

  Скачати повний текст

Розглянуто вплив крайових умов на різноманітні електрооптичні ефекти в рідких кристалах (РК), зокрема, світлоіндукований перехід Фредерікса в РК комірці з хіральною домішкою, взаємодію РК з кутовим моментом світла, формування об'ємних граток директора, обумовлених модуляцією параметрів поверхні - осі легкого орієнтування та поверхневого параметра порядку: орієнтаційні переходи в гібрідній комірці.

  Скачати повний текст

Виявлено, що утворений в процесі УФ опромінення транс-ізомер з гнучкою молекулярною структурою більше порушує анізотропну взаємодію молекул РК у порівнянні з початковим 7-ДГХ, який має жорстку молекулярну структуру. Встановлено, що у нематичному та холестеричному рідкому кристалі (нематик + оптично активна домішка) на відміну від ізотропних розчинників, спостерігається залежність ефективності цис-транс ізомеризації превітаміну D від концентрації 7-ДГХ, що є проявом колективного характеру ізомеризації домішкових молекул у рідкокристалічному (РК) середовищі. Встановлено, що утворюваний транс-ізомер є лівозакручуючою хіральною домішкою та має більш високу закручуючу здатність у порівнянні з 7-ДГХ. Досліджено динаміку структурних змін індукованих холестеричних РК (нематик + 7-ДГХ) під час УФ опромінення. Визначено оптимальний склад РК суміші (нематик + оптично активна домішка + 7-ДГХ) для розробки УФ біосенсора з візуальною оцінкою вітамін-D-синтезуючої здатності сонячної та штучної УФ радіації.

  Скачати повний текст

Як модифікатори використано поверхневоактивні речовини (ПАР): октадецилбензилдиметиламоній хлорид і диоктадецилдиметиламоній хлорид. Для з'ясування характеристик композитів, що обумовлюють їх електрооптичні властивості, вивчено особливості структуроутворення за допомогою методів рентгеноструктурного аналізу, диференційної скануючої калориметрії, поляризаційної й атомно-силової мікроскопії та міжмолекулярні взаємодії у композитах (ІЧ-спектроскопія). Встановлено залежності оптичних властивостей від хімічної природи поверхні наночастинок. Виявлено два типи пакування поверхневоактивних речовин (ПАР) у галереях ММТ. Обгрунтовано можливість зміни температури фазового переходу від концентрації наночастинок. Методом ІЧ-спектроскопії вивчено характер і ступінь міжмолекулярних взаємодій у наносистемах 5СВ з наночастинками органоглин. Встановлено, що у композитах хімічні реакції не відбуваються, утворення водневих і координаційних зв'язків не зафіксовано. З'ясовано, що усі взаємодії відбуваються за рахунок ван-дер-ваальсівських сил. Виявлено, що у композитах має місце взаємний вплив компонентів на межі розділу фаз, що проявляється в упорядкуванні приповерхневих шарів органічних і неорганічних складових гетеросистем. Доведено, що у нанокомпозитах з наночастинками органоглини, модифікованої октадецилбензилдіметиламоній хлоридом, сила взаємодії більша завдяки наявності у молекулах ПАР бензольного кільця. Встановлено, що для даного типу гетеросистем хімічна природа поверхні алюмосилікатів впливає на ступінь взаємодії їх з молекулами рідкого кристала 5СВ, яка визначає структуроутворення й електрооптичні властивості композитів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розвинено модель голографічної полімер-диспергованої рідкокристалічної гратки з еліпсоїдальними біполярними краплинами рідкого кристалу. Оцінено вплив розподілу директора всередині крапель рідкого кристалу на дифракційну ефективність гратки. Досліджено залежність дифракційної ефективності від ексцентриситету краплі, напруженості прикладеного електричного поля, розподілу осей симетрії крапель. Проведено числове моделювання дифракції на голографічній полімер-диспергованій гратці рідких кристалів з урахуванням розсіяння світла на краплях рідких кристалів. Встановлено, що розсіяння світла на краплях рідкого кристалу призводить до зменшення дифракційної ефективності гратки. Розвинено теорію дифракції та енергообміну в тонкій неоднорідній анізотропній гратці рідкого кристалу з модульованим поверхневим потенціалом. Встановлено критерій, з урахуванням якого енергообмін відбувається без втрат. Проаналізовано аналітичні залежності дифракційної ефективності та коефіцієнта підсилення від таких параметрів системи, як зовнішня напруга, кут падіння, кут між променями. Показано, що енергообмін в тонкій гратці рідкого кристалу можливий за відсутності фазового зсуву між інтерференційною картиною та граткою рідкого кристалу.

  Скачати повний текст

Досліджено явища мезофазо- та склоутворення в системах на основі кобальту, вивчено будову мезоморфного скла цих систем. Досліджено їх оптичні та нелінійно-оптичні властивості. Вивчено фазові рівноваги 11-ти бінарних систем на основі каприлату кобальту. З'ясовано температурно-концентраційні інтервали утворення рідких кристалів і мезоморфного скла. Методами малокутового рентгенівського розсіювання та позитронної анігіляції встановлено, що мезоморфне скло на основі каприлату кобальту має бішарувату та нанопорувату будову. Показано, що структура такого скла в присутності каприлатів двовалентних металів більш пориста (або менш щільна), має більш вільний об'єм у порівнянні зі структурою мезоморфного скла в присутності каприлатів одновалентних металів. Досліджено електронні спектри іонів Co(II) у каприлатних розплавах, рідких кристалах і склі. Показано, що в системах на основі каприлату кобальту можуть співіснувати одночасно декілька координаційних форм іонів Co(II) (окта-, тетра- та додекаедрична), що залежить від іонного складу системи. Проведено запис голографічної гратки на мезоморфному склі алканоатів кобальту.

  Скачати повний текст

Досліджено основні фізичні властивості водних розчинів діотропних хромонічних рідких кристалів (ЛХРК). Наведено оптичну характеристику розчинів залежно від концентрації ЛХРК матеріалу, тобто розчинів, що містять мономери, агреговані молекули та мезофазний стан, утворений видовженими агрегатами. Показано конформаційне перетворення молекул хромоглікату натрію під час переходу від мономертної до агрегованої форми. Встановлено, що процес агрегації є ізодесмічним. Для розчинів у рідкокристалічній фазі запропоновано два методи орієнтації директора на поверхні. Визначено дисперсію двозаломлення, анізотропію поглинання та скалярний параметр порядку. Одержано температурні залежності зазначених величин. Визначено вплив іонних і полімерних домішок на фазовий стан ЛХРК. Уперше показано, що іонні домішки можуть змінювати температуру переходу в ізотропний стан та в ширину двофазної області. Встановлено, що у разі додавання полімеру розчину ЛХРК у мезофазі, цей розчин розділяється на анізотропну та ізотропну частини. Анізотропна частина містить виключно ЛХРК матеріал. Ізотропна частна розчину містить полімер і ЛХРК матеріал. Показано, що з ізотропного стану двокомпонентної системи полімер - ЛХРК є можливим формування анізотропних включень. Описано фізичну картину функціонування існуючих застосувань у системах, подібних до ЛХРК.

  Скачати повний текст