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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Fsica (Acadmico)

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Ttulo [PT]: Formao de listras na transio de fase isotrpica-colestrica pelo mtodo de Monte Carlo
Autor(es): Renan Lafayete Biagio
Palavras-chave [PT]:

Mtodo de Monte Carlo. Interao molecular. Algoritmo de metropolis. Transio de fase. Formao de listras. Texturas simuladas. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Monte Carlo method. Molecular interaction. Metropolis algorithm. Phase transition. Stripes formation. Simulated textures. Brazil.
Titulao: Mestre em Fsica
Banca:
Rafael Soares Zola [Orientador] - UEM
Roberto Rossato - UTFPR
lUIS cARLOS mALACARNE - UEM
Resumo:
Resumo: Esta dissertao est focada na formao de padres durante a transio de fase isotrpica-nemtica num colestrico do ponto de vista simulacional. Experimentalmente, essa formao ocorre logo aps uma transio de molhamento e foi reproduzida por simulaes utilizando o mtodo de Monte Carlo juntamente com o algoritmo de Metropolis. O cristal lquido considerado como uma mesofase entre o estado slido cristalino e o lquido isotrpico. Dentre esse intervalo de estados existem mesofases. A nemtica uma delas. Em uma regio no meio nemtico, o vetor diretor (representante da direo mdia de alinhamento das molculas em um pequeno domnio) obtido pela anlise nas tores encontradas no volume da amostra. Tais tores foram ferramentas fundamentais, quando estudadas em pequenas escalas, para encontrar a densidade de energia livre no volume de uma amostra de cristal lquido. Ponto de grande interesse, a interao entre os domnios bem orientados encontrada usando alguns modelos moleculares, tais como o modelo proposto por Lebwohl-Lasher (a interao depende apenas do ngulo entre os diretores de cada domnio no nemtico), o modelo de Gruhn-Hess-Romano-Luckhurst (a interao GHRL dependente das trs constantes elsticas provenientes das tores estudadas, alm do ngulo entre os diretores do nemtico) e o modelo de Luckhurst (a interao GHRL proposta para os colestricos). Amostras experimentais de colestricos foram analisadas durante a transio de fase isotrpica-nemtica. Algumas delas apresentam, aps o molhamento, a formao de listras/franjas de acordo com a variao do passo. Alm disso, h defeitos que surgem nas listras dos quais tambm so abordados brevemente. O mtodo de Monte Carlo entra em ao na simulao juntamente com o modelo do potencial de interao obtido para os colestricos gerando texturas simuladas. Listras e defeitos surgiram, possibilitando a comparao com a fenomenologia experimental, que at ento no fora feita antes por este mtodo. Tanto a formao de listras (primeira ou segunda ordem) quanto o seu comportamento (formao de defeitos, rotao, etc.) foram reproduzidas com fidelidade ao experimento. As simulaes tambm podem predizer o range de constantes elsticas para os quais as listras se formam e os resultados podem ser interpretados em termos dos parmetros fenomenolgicos presentes na simulao com o potencial de interao entre pares de Luckhurst.

Abstract: This dissertation is focused in the pattern formation during the isotropic-nematic phase transition in a cholesteric from the simulation viewpoint. Experimentally, this formation occurs immediately after the wetting transition and has been reproduced by simulations using the Monte Carlo method attached with Metropolis algorithm. The liquid crystal is considered as a mesophase between the solid crystalline state and isotropic liquid. Among these states interval there are mesophases. The nematic is one of them. In a nematic medium, the director vector (the representative of alignment average direction of molecules in a little domain) is obtained by analysing the torsions found in the bulk. These torsions were fundamental tools, when studied in short scales, to find the free energy density in the bulk of a liquid crystal sample. Topic of great interest, the interaction between pairwise domains well ordered is found by using some molecular models, like the proposed by Lebwohl-Lasher (the interaction depends just on the angle between the directors of each domain in nematic), the Gruhn-Hess-Romano-Luckhurst (the GHRL interaction depends on the three elastic constants stemming from the torsions studied, in addition to angle between the directors of nematic) and the Luckhurst one (the GHRL interaction is proposed for cholesterics). Experimental samples of cholesterics have been studied in the isotropic-nematic phase transition. Some of them present, after the wetting, the stripe/fringe formation according to the pitch variation. Besides, there are defects that arise in the stripes, which are treated briefly too. The Monte Carlo method takes action in simulation together with the interaction potential model obtained for the cholesterics generating simulated textures. Stripes and defects have been arisen, enabling a comparison with the experimental phenomena, what heretofore has never been done by this method. Either the stripes formation (first or second order) or its behaviour (topological defects formation, rotation, etc.) has been reproduced faithfully to experiment. The simulations can also predict the elastic constants range for which stripes arise and the results can be interpreted in terms of phenomenological parameters present in the simulation with the Luckhurst pairwise potential.
Data da defesa: 26/02/2016
Cdigo: vtls000224988
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2016
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Rafael Soares Zola
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Cincias Exatas. Programa de Ps-Graduao em Fsica
Nvel: Dissertao (mestrado em Fsica)
UEM: Departamento de Fsica

Responsavel: edson
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: renan_lafayete_biagio_2016.compressed.pdf
Tamanho: 23747 Kb (24317140 bytes)
Criado: 24-03-2017 10:24
Atualizado: 24-03-2017 10:32
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