Resumo: No presente trabalho, estudam-se os efeitos de campos magnéticos externos (H ⃗) na estrutura molecular da fase nemática twist-bend (N_tb). Para tal, utiliza-se um modelo teórico recentemente proposto para descrever essa fase. Os resultados para o modelo teórico demonstram a estabilidade da fase N_tb a partir do ponto de vista elástico com uma extensão natural da energia elástica de Frank, onde intervêm dois vetores como elementos de simetria [1]. As moléculas nessa fase formam uma estrutura helicoidal oblíqua, em que o diretor n ⃗ gira em torno de um eixo t ⃗ mantendo um ângulo θ constante, com um passo da hélice em escala nanométrica. Portanto, neste trabalho estudou-se analiticamente a influência de campos magnéticos externos em uma amostra de cristal líquido N_tb, utilizando a teoria elástica do contínuo proposta por Barbero et al. [1], com anisotropia de susceptibilidade magnética positiva. Os resultados sugerem que, quando H ⃗ é aplicado perpendicularmente ao eixo helicoidal, t ⃗, aumentando a sua intensidade a componente senoidal do diretor n ⃗ é distorcida aumentando o passo da hélice. Conforme a intensidade de H ⃗ aumenta, a hélice desenrola até formar uma fase nemática uniforme. Foram investigados processos dinâmicos na reorientação e relaxação do diretor na fase N_tb induzidos por um campo magnético H ⃗ paralelo à t ⃗, assumindo um caso onde θ=θ(z). Na situação de ancoramento forte nas superfícies encontrou-se analiticamente uma expressão para o campo magnético crítico, a partir desse resultado, foram obtidos os tempos de relaxação..
Abstract: This work presents a study of the effects of external magnetic fields (H ⃗) on the molecular structure of the twist-bend nematic phase (N_tb). In order to accomplish this, was used a recently proposed theoretical model to describe the said phase. The results for the theoretical model demonstrate the stability of the phase N_tb from an elastic point of view with a natural extension of the Frank elastic energy, where two vectors intervene as elements of symmetry [1]. The molecules in such a phase form an oblique helicoidal structure, in which the director n ⃗ rotates toward the axis t ⃗ keeping a constant angle θ, with a helix pitch in a nanometer scale. Therefore, in this work, the influence of external magnetic fields was analytically studied on a liquid crystal N_tb sample, using the elastic theory of continuum proposed by Barbero et al. [1], with positive magnetic susceptibility anisotropy. The results suggest that when H ⃗ is applied perpendicular to the helical axis, t ⃗, by increasing its intensity, the senoidal component of the director n ⃗ is distorted by increasing the helix pitch. As the intensity of H ⃗ increases, the helix unwinds forms a uniform nematic phase. Dynamic processes were investigated in the reorientation and relaxation of the director for the phase N_tb induced by a magnetic field H ⃗ parallel to t ⃗, assuming a case where θ=θ(z). In the situation of strong anchoring on the surfaces, an expression for the critical magnetic field was found analytically, and from this result, the relaxation times were obtained. |