На кафедре физики полимеров и кристаллов исследовали ориентацию жидких кристаллов при помощи света

Сотрудники физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с коллегами нашли новый способ манипуляции жидкими кристаллами. Оказалось, что облучение светом определенной длины вызывает образование специфически ориентированных структур в микроразмерных каплях на твердой подложке. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Molecular Liquids.

При особых условиях (температура, давление и прочее) некоторые вещества могут существовать в жидкокристаллическом состояним. При этом они обладают свойствами как жидкости, так и твердого тела: вязкая, но текучая субстанция имеет упорядоченное молекулярное строение и характеризуется анизотропией — различием физических характеристик в разных направлениях внутри вещества. Примечательно то, что молекулы жидких кристаллов часто вытянутые или дисковидные, а под действием внешних полей они способны изменить пространственную ориентацию. Особенно ярко это проявляется в случае нематиков — жидких кристаллов, состоящих из подвижных вытянутых молекул, ведущих себя как типичная жидкость.

«Представленная в статье работа посвящена экспериментальному и теоретическому изучению ориентационных структур в микроразмерных каплях жидкого нематического кристалла, находящегося в контакте с твердой подложкой. Полученные при воздействии света образования уникальны для нашего объекта», — рассказывает Сергей Швецов, кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник кафедры физики полимеров и кристаллов отделения физики твердого тела физического факультета МГУ.

Использование фоточувствительной полимерной добавки, растворенной в жидком кристалле, позволяет при освещении изменять условия взаимодействия капли с поверхностью подложки и с окружающей ее жидкостью. Такие всесторонние модификации вызывают определенную ориентацию молекул жидкого кристалла и образование ими специфических структур. Интересно, что «переключение» между этим и начальным состоянием можно многократно повторять, причем в обе стороны.

«Жидкокристаллические структуры активно изучаются в настоящее время, как с фундаментальной точки зрения, так и в сфере многочисленных применений (микрорезонаторы, фазовые пластины, химические сенсоры, электрооптические модуляторы и так далее). Осажденные на твердую поверхность микрокапли жидкого кристалла представляют особый интерес для прикладных исследований, поскольку обладают существенной стабильностью по сравнению с микрокаплями жидких кристаллов, находящимися в объеме обычной жидкости», — заключает Сергей Швецов.

Материал подготовлен в рамках проекта Наука - МГУ