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Ttulo [PT]: Caracterizao eletro-ptica de cristais lquidos dispersos em matriz polimrica
Autor(es): Manoel Messias Alvino de Jesus
Palavras-chave [PT]:

Cristal lquido polimrico. Caracterizao eletro-ptica. Cristal lquido liotrpicos. Matriz dispersa. Permissividade eltrica. Fotosensibilidade.
rea de concentrao: Fsica da Matria Condensada
Titulao: Mestre em Fsica
Banca:
Paulo Ricardo Garcia Fernandes [Orientador] - UEM
Hatsumi Mukai [Co-orientador] - UEM
Jean Jacques Bonvent - UMC
Resumo:
Resumo: Ao longo de dcadas, os cristais lquidos vm sendo utilizados quase que exclusivamente em dispositivos eletro-pticos tais como mostradores de informaes (displays) e sensores. A caracterizao de tais dispositivos torna-se possvel, sobretudo em funo de suas propriedades fsicas anisotrpicas. Embora pesquisas em cristais lquidos liotrpicos (CLL) apresentem peculiaridades intrigantes do ponto de vista cientfico, o interesse nessa classe de cristais lquidos bastante focado para o estudo de sistemas biolgicos, tendo em vista o fato de que apresentam estruturas semelhantes a muitos componentes orgnicos como o sangue, membranas celulares e mitocndrias. Porm, a aplicao de CLL em mostradores no constitui, necessariamente, uma barreira intransponvel e sim um gratificante desafio para os pesquisadores da rea, levando-se em considerao, sobretudo, o fato de que CLL possuem um custo muito inferior a cristais lquidos termotrpicos (CLT) com caracterizao e produo relativamente simples. Os CLL so formados pela disperso de molculas anfiflicas em gua, dando origem a agregados, com anisotropia de forma, denominados "micela". Nas mesofases lquido cristalina, exibem uma ordem orientacional de longo alcance, podendo ser uniaxial ou biaxial, ao passo que CLT so formados por molculas "rgidas" com anisotropia de forma. Na segunda metade da dcada de 80 foi desenvolvido um novo material base de CL (cristal lquido) e polmero, tal material foi denominado PDLC (Polimer Dispersed Liquid Crystal - cristal lquido disperso em polmero). Nesses elementos, o cristal lquido encontra-se confinado em uma matriz polimrica em pequenas cavidades esfricas (ou prximas de esfricas), de tamanho varivel de acordo com a concentrao da mistura CL - Polmero. O objetivo deste trabalho estudar as propriedades eletro - pticas tais como permissividade eltrica e transmitncia de CLs e PDLCs. A permissividade eltrica desses materiais (em funo da freqncia) determinada atravs de uma tcnica de espectroscopia dieltrica, em que o material a ser analisado colocado entre as placas de um capacitor. A resposta dinmica do material deve-se basicamente a mecanismos de relaxao dieltrica, ou seja, orientao de dipolos permanentes ou induo de dipolos. Nas medidas realizadas, utilizamos CLT (E7), CLL, PDLC (CLL + NOA65 e CLT + NOA65). Produzimos os PDLCs basicamente com um nico polmero fotossensvel, o NOA 65 (Norland Optical Adhesive 65). Foram caracterizadas clulas com diferentes concentraes de CL e diferentes espessuras. Observamos que as medidas de permissividade eltrica dos meios caracterizados dependem fortemente da geometria e da rea do capacitor e nossos resultados mostram que a melhor geometria para caracterizao dieltrica a geometria circular, com rea relativamente grande. As investigaes das propriedades eletro-pticas se deram basicamente atravs de trs tcnicas: espectroscopia dieltrica, refratometria ptica, e transmitncia ptica, alm de microscopia ptica de luz polarizada. Determinamos a permissividade eltrica em funo da freqncia e amplitude do campo eltrico aplicado. Atravs dessas tcnicas podemos observar o processo de relaxao de meios dieltricos tais como PDLC, formados por CLT e CLL, e a partir de ento verificar as alteraes sofridas em funo do confinamento e da geometria do sistema. Provamos ainda que os resultados de espectroscopia dieltrica obtidos com um Lock-In so equivalentes aos resultados obtidos com uma ponte de impedncia comercial (Solartron 1260).

Abstract: Throughout decades, liquid crystals come almost being used exclusively in electro-optic devices such as displays of information and sensors. The characterization of such devices becomes possible, over all in function of its anisotropic physical properties. Although research in lyotropics liquid crystals (LLC) presents intriguing peculiarities of the scientific point of view, the interest in this liquid crystal class has a focus in the study of biological systems, in view of the fact of they present similar structure to many organic components as the blood, cellular membranes and mitochondria. The application of LLC in devices does not constitute, necessarily, an insurmountable barrier but a rewarding challenge for the researchers of the area, taking in consideration, over all, the fact of that LLCs possess an very inferior cost and characterization and production relatively simple if compare to TLC (thermotropic liquid crystals). The CLL are formed by amphiphilic molecules dispersed in water forming aggregates called "micelles", with an anisotropy of form. In liquid crystalline mesophases, show a long-range orientational order, being uniaxial or biaxial, to the step that TLC are formed by "rigid" molecules with anisotropy of form. In the second half of the decade of eighty was developed a new material to the based on LC (liquid crystal) and polymer; this material was called PDLC (Polymer-Dispersed Liquid Crystal). In these systems, the liquid crystal is confined in a polymeric matrix in small spherical (or curvilinear) drops. The size changes in accordance with the concentration of mixture LC- Polymer. The objective of this work is to study the electro - optic properties such as electric permissivity and transmittance of LCs and PDLCs. The electric permissivity of these materials (in function of the frequency) is determined through the technique of dielectric spectroscopy, where the material is placed enters the plates of a capacitor. The dynamic answer of the material must be basically mechanisms of dielectric relaxation, or either, orientation of permanent dipoles or induction of dipoles. In the measures carried out, we use CLT (E7), CLL, PDLC (CLL + NOA65 and CLT + NOA65). We basically produce PDLC with only one photo sensible polymer, the NOA65 (Norland Optical Adhesive 65). Different concentrations of LC have been used and cells with different thickness had been characterized. We observe that the measures of electric permissivity of the sample depend strongly on geometry and area of the capacitor. Our results show that best geometry for dielectric characterization is circular geometry, with relatively great area. The investigation of the electro-optical properties is was made basically through three techniques: dielectric spectroscopy, optic refractometry, and optic transmittance; we use also optical microscopy with polarized light. We determined the electric permissivity in function of the frequency and amplitude of the applied electric field. Through these techniques we can observe the process of the dielectric relaxation of PDLC, formed from TLC and LLC, and verify the changes suffered in function of the confinement and the geometry of the system. We prove also that the results of dielectric spectroscopy obtained with a Lock-In are the same that the results obtained using a commercial impedance bridge (Solartron 1260).
Data da defesa: 31/05/2005
Cdigo: vtls000174815
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2005
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Paulo Ricardo Garcia Fernandes
Co-Orientador: Prof. Dr. Hatsumi Mukai
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Departamento de Fsica
Nvel: Dissertao (mestrado em Fsica)/
UEM: Programa de Ps-Graduao em Fsica

Responsavel: inez
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: manoel_messias_alvino_jesus_2005.pdf
Tamanho: 14768 Kb (15122198 bytes)
Criado: 28-10-2009 16:38
Atualizado: 28-10-2009 17:34
Visitas: 1552
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