بررسی عیوب در نماتیک های آمیخته به رشته های پلیمری

نماتیک ها یکی از فازهای بلور مایع هستند که مانند سایر فازهای آن دارای خواص میان فازی می باشند، اما در هیچ یک از ابعاد نظم مکانی دوربرد نداشته و فقط دارای نظم جهتی هستند. عملا اغتشاشاتی نیز در نظم جهتی و مکانی ملکول های آن ها به وجود می آید که منجر به ایجاد عیوب می گردد. همچنین حضور ناخالصی ها باعث به وجود آمدن عیوب مختلفی در این مواد می گردد که دارای اثرات دوربرد بوده و شدیدا خواص فیزیکی آن ها را تحت تاثیر قرار می دهند. از جمله ترکیباتی که مطالعه آن ها هم از جنبه نظری و هم کاربردی جایگاه ویژه ای دارند، بلورهای مایع آمیخته به رشته های پلیمری است. با قرار گرفتن درصد کمی از مونومرها در حجم بلور مایع و استفاده از روش های مختلف پلیمریزاسیون، رشته های پلیمری در بلورهای مایع تشکیل می گیرد. ایده اصلی ساخت چنین ترکیباتی، پایدار کردن نظم ملکولی بلور مایع در اثر برهم کنش های کشسانی بین شاخه های پلیمری و بلور مایع میزبان است. در بسیاری از اسباب الکترواپتیکی از بلورهای مایع ترکیب شده با شبکه های پلیمری استفاده می شود. برای مثال در مورد نمایشگرها ، افزایش وضوح تصاویر و کاهش توان مصرفی از جمله مواردی است که با استفاده از این نوع ترکیبات می توان به آن ها دست یافت. با توجه به تاثیر قابل توجه عیوب ایجاد شده در خواص مختلف این مواد، بررسی آن ها ضروری می نماید. لذا هدف ما دراین کار پژوهشی مطالعه و بررسی رفتار ملکول های بلور مایع در اطراف عیوب به وجود آمده در نماتیک های آمیخته به رشته های پلیمری می باشد. از آنجا که پیچیدگی های موضوع از جمله پدیده های غیرخطی، بوجود آمدن عیوب توپولوژیکی و برهم کنش های هیدرودینامیکی در اثر حضور شاخه های پلیمری، بررسی این گونه ترکیبات را مشکل می سازد، در این کار پژوهشی از یک مدل ساده شده برای توصیف شاخه ی پلیمری استفاده شده است که در آن شاخه پلیمری را به صورت استوانه ای با سطحی کاملا هموار در داخل حجمی از نماتیک در نظر می گیریم و راستای محور استوانه در مختصات کارتزی تعریف شده است. با توجه به نتایج حاصل از یک تحقیق شبیه سازی، در شرایطی که نوع چنگ زدگی در سطح این شاخه هوموتروپیک باشد، همانند یک عیب خطی با شدت 1+ رفتار می کند. چنانچه شاخه در حجم همگنی از نماتیک باشد، بنا به پایستگی بار توپولوژیکی، دو عیب خطی با شدت های 2/1- در اطراف شاخه در راستای یکی از قطرهایش تشکیل خواهد شد. در این پژوهش، ما نیز فرض می کنیم که از محور مرکزی شاخه پلیمری با شرایط چنگ زدگی هوموتروپیک در سطح آن، یک عیب خطی با شدت 1+ می گذرد. به این ترتیب می توانیم نوع برهمکنش شاخه را با عیوب تشکیل شده در اطرافش و همچنین عیوب دیگری که در محیط حضور داشته با شد مورد بررسی قرار دهیم. . ما نتیجه می گیریم که با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی بر شاخه ی پلیمری در محیط نماتیک، عیوب خطی 2/1- به شاخه نزدیک خواهند شد و پس از قطع میدان، شاخه عیوب خطی را در فواصل کوچک دفع می کند در حالی که در فواصل نسبتا دور آنها را جذب خواهد کرد. همین نوع برهم کنش را برای حالتی که یک عیب خطی خارجی با شدت 2/1در نزدیکی شاخه حضور پیدا می کند نیز مشاهده می کنیم. نتایج به دست آمده در این پژوهش می تواند در شناخت نوع جهت گیری ملکول ها در اطراف شاخه و لذا در بسیاری از کاربردهای این نوع مواد در اسباب الکترواپتیکی مختلف، مفید واقع گردد.