Estudo da morfologia de defeitos topológicos em microfluidos de cristal líquido

ZHAO Si-chun ,  

SHEN Dong ,  

ZHENG Zhi-gang ,  

摘要

Para estudar a formação e a evolução de defeitos topológicos em cristais líquidos nemáticos microfluídicos sob diferentes restrições de interface, foram preparados microcanais com diferentes condições de ancoragem superficial. Utilizando substratos com diferentes propriedades de superfície ligados a uma camada estrutural feita de polidimetilsiloxano, e aproveitando adequadamente as mudanças químicas nas paredes internas dos canais por plasma de oxigênio, foram finalmente fabricados três microcanais com diferentes condições de ancoragem superficial. O fluxo dos cristais líquidos nemáticos nesses canais foi observado e foram resumidas as regras de aparecimento dos diferentes tipos de defeitos topológicos. Os resultados experimentais mostraram que: em microcanais com orientação planar, o arranjo das moléculas do cristal líquido é contínuo, sem estruturas claras de defeitos. Em microcanais com orientação mista, sob a competição entre âncoras de interface, formam-se linhas de discordância estáveis próximas à superfície superior, cujo número está relacionado à proporção entre largura e profundidade do microcanal. Normalmente, a variação do campo diretor em microcanais com orientação perpendicular apresenta boa continuidade; controlando variações repentinas na velocidade do fluxo para gerar refluxo, é possível romper eficazmente a continuidade do campo diretor, produzindo defeitos topológicos dinâmicos. O número de defeitos está relacionado à velocidade do fluxo. Quando a velocidade é constante, a estrutura dos defeitos mantém um equilíbrio dinâmico temporário, seguido por oscilações regulares dentro do canal.

关键词

microfluidos; cristal líquido nemático; microcanais; ancoragem superficial; defeitos topológicos

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