Consultar: Programa de Pós-Graduação em Física (Acadêmico)

Título [PT]: Efeitos das impurezas iônicas em líquidos isotrópicos e em cristais líquidos nemáticos
Autor(es): Roberta Rarumy Ribeiro de Almeida
Palavras-chave [PT]:

Eletrólitos. Adsorção iônica. Cristal líquido nemáticos. Capacitância diferencial. Brasil.

Luiz Roberto Evangelista [Orientador] - UEM Hercília Alves Pereira de Carvalho - UNIR Fernando Carlos Messias Freire - UEM

Resumo: A presença de íons em amostras de cristais líquidos nemáticos (CLN) é responsável por efeitos significativos na orientação molecular do sistema. Para aplicações práticas, bem como para fim fundamental é importante investigar a influência desses íons sobre a resposta elétrica da amostra. O fenômeno de adsorção iônica gera um campo elétrico de superfície que, por seu turno pode afetar a orientação molecular da amostra, produzindo instabilidades na orientação do diretor e modificando a resposta elétrica do sistema. Para estabelecer a distribuição de equilíbrio das cargas no meio nemático, a distribuição clássica de Maxwell-Boltzmann (MB) geralmente é considerada. Recentemente, contudo, uma distribuição estatística diferente foi empregada para descrever líquidos iônicos com ênfase particular no comportamento da capacitação da dupla camada. Aqui, a teoria de Poisson-Fermi é invocada para investigar os efeitos do fenômeno de adsorção e de campos externos em células eletrolíticas de espessuras finitas. Na ausência de adsorção, as expressões para o potencial elétrico através da amostra e para a capacitância diferencial da dupla camada são estabelecidas em função ao da voltagem aplicada. Na presença da adsorção, sem campos externos, as equações principais do modelo são apresentadas e resolvidas analiticamente no limite de baixo potencial. Neste contexto, os potenciais (químico e elétrico), assim como a capacitância diferencial da dupla camada, são determinados e investigados em função da densidade de íons no volume e da energia de adsorção O perfil da capacitância também e explorado em termos da diferença de potencial ligada ao processo de adsorção. Além disso, as equações fundamentais da teoria de Poisson-Boltzmann são recordadas para reportar os efeitos da adsorção seletiva de íons na energia de ancoramento de CLN. Seguindo esta linha de investigação, no âmbito da estatística de Fermi-Dirac (FD) estabeleceu expressões analíticas para as energias de ancoramento flexoel étricas e dielétricas do sistema. Em adição, determinamos a energia de ancoramento de origem iônica para o caso geral em que aplicamos campos externos sem levar em conta os efeitos da adsorção. Abstract: The presence of ions in samples of nematic liquid crystals (NLC) is responsible for significant effects on the molecular orientation of the system. For practical applications, as well as for fundamental purposes, it is important to investigate the influence of these ions on the electrical response of the sample. The ionic adsorption phenomenon generates a surface electric field that, in turn, can affect the molecular orientation of the sample, producing instability in the orientation of the director and modifying the electrical response of the system. To establish the equilibrium distribution of charges on the nematic medium, the classical Maxwell-Boltzmann (MB) distribution is generally considered. Recently, however, a different statistical distribution was used to describe ionic liquids with particular emphasis on the behavior of the double layer capacitance. Here, the Poisson-Fermi theory is invoked to investigate the effects of adsorption phenomena and external fields in electrolytic cells of finite thickness. In the absence of adsorption, the expressions for the electrical potential across the sample and for the differential capacitance of the double layer are established as a function of the applied voltage. In the presence of adsorption, without external fields, the main equations of the model are presented and analytically solved in the limit of small potential. In this context, the (chemical and electrical) potentials, as well as the differential capacitance of the double layer, are determined and investigated as a function of the density of ions in the bulk and the adsorption energy. The profile of capacitance is also explored in terms of the difference of potential connected to the adsorption process. Moreover, the fundamental equations of the Poisson-Boltzmann theory are recalled to report the effects of the selective adsorption of ions on the anchoring energy of NLC. Following this line of research, in the context of Fermi-Dirac (FD) statistical, we establish analytical expressions for the dielectric and flexoelectric anchoring energy of the system. In addition, we determined the anchoring energy of ionic origin for the general case in which external fields is applied without taking into account the effects of adsorption.

Idioma: Português Data de Publicação: 2012 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Luiz Roberto Evangelista Instituição: Universidade Estadual de Maringá . Centro de Ciências da Exatas . Programa de Pós-Graduação em Física Nível: Dissertação (mestrado em Física)/ UEM: Departamento de Física

Responsavel: beth
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: roberta_rarumy_ribeiro_almeida_2012.pdf
Tamanho: 1020 Kb (1044329 bytes)
Criado: 17-08-2016 14:44
Atualizado: 17-08-2016 14:53
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