Для изучения возникновения и эволюции топологических дефектов в нематических жидких кристаллах микрофлюидов в условиях различных граничных ограничений были изготовлены микроканалы с разными условиями закрепления поверхности. С помощью подложек с различными свойствами поверхности, связанных со структурным слоем из полидиметилсилоксановой резины, и с рациональным использованием изменения химических свойств внутренних стенок каналов с помощью кислородной плазмы были созданы три типа микроканалов с разными условиями закрепления поверхности. Наблюдая за течением нематических жидких кристаллов, были обобщены закономерности появления различных типов топологических дефектов. Результаты эксперимента показали: в микроканалах с планарной ориентацией молекулы жидкого кристалла располагаются непрерывно, явных структур дефектов не наблюдается. В микроканалах со смешанной ориентацией под воздействием конкуренции между граничным закреплением стабильно формируются линии дислокаций около верхней поверхности, количество которых зависит от отношения ширины к глубине канала. Как правило, изменение направленности в микроканалах с перпендикулярной ориентацией происходит непрерывно, управление внезапным изменением скорости потока с созданием обратного потока эффективно нарушает непрерывность направленности и вызывает динамические топологические дефекты. Количество дефектов зависит от скорости потока. При постоянной скорости структуры дефектов сохраняют кратковременное динамическое равновесие, после чего возникают регулярные колебания внутри канала.

микрофлюиды; нематические жидкие кристаллы; микроканалы; закрепление поверхности; топологические дефекты