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TRANSICIONES DE FASE EN CRISTALES LIQUIDOS



7 tesis en 1 páginas: 1
  • LATTICE-BOLTZMANN AND LATTICE-GAS SIMULATIONS OF BINARY IMMISCIBLE AND TERNARY AMPHIPHILIC FLUIDS IN TWO AND THREE DIMENSIONS .
    Autor: GONZÁLEZ SEGREDO NÉLIDO JESÚS.
    Año: 2003.
    Universidad: AUTONOMA DE BARCELONA.
    Centro de lectura: CIENCIAS.
    Centro de realización: ESCUELA DE POSTGRADO.
    Resumen: En esta tesis utilizó un modelo lattice-Boltzmann para fluidos multifásicos inmiscibles y su extensión para fluidos multifásicos anfifílicos, y un modelo lattice-gas para fluidos multifásicos anfifílicos. Ambos modelos son "bootom-up", en tanto en que no suponen ninguna hipótesis macroscópica en la evolución (mesoscopica) de las particulas de fluido, y son implementados como algoritmos de ejecucción en paralelo. Su utilidad radica en ser capaces de modelar el (complicado) comportamiento de las interfases fluidas y el efecto de una especies anfifílica mediante una (simple) dinámica de autómata celular, en contraposición a los métodos previos basados en las ecuaciones dela dinámica de fluidos en el continuo o en la dinámica de fluidos en el continuo o en la dinámica molecular. Las conclusiones de la tesis doctoral son: I. MODELO LB PARA FLUIDOS BINARIOS INMISCIBLES Nuestro modeloa revela exponentes algebraicos de crecimiento de acuerdo con las estimaciones de las teorías del continuo. La estructura de dominios satisface la hipótesis de scaling dinámico. Nuestro resultado reftuan aserciones previas de la literatura de que todos los fluidos que presentan scaling dinámico y que comparten los mismas escalas únicas de longitud y tiempo L_O y T_O mostrarán exponentes algebraicos de crecimiento similares. II. MODELO LB PARA FLUIDOS TERNARIOS ANFIFÍLICOS Nuestro modelo presenta correcta fenomenología de adsorción en interfase, crecimiento ralentizado, y arrest y emulsificación. Encontramos, por primera vez en un modelo bottom-up de fluidos, autoensamblaje de cristales líquidos y una transición estructural liotrópica orden-desorden. Encontramos una dinámica compleja de aniquilación de defectos, dominada por flujos Marangoni. La naturaleza de partículas del modelo es clave para poder observar este comportamiento, no reportando previamente en la literatura en modelos del continuo. Los cristales líquidos giroides exhiben un shear-thinning menos pronunciado que lo que hacen las fases anfifílicas giroides fundidas y esponja. El giroide sufre una transformación estructural de flujo de cizalla hacia una mesofase de no equilibrio caracterizada por anillos toroidales y túbulos elongados. Los giroides fundidos exhiben menos anillos toroidales y más túbulos elongados, estando estos últimos dispuestos, respecto a la velocidad de cizalla, en ángulos más pequeños que para el caso de los giroides. III. MODELO LATTICE-GAS DE LARGO ALCANCE PARA FLUIDOS TERNARIOS ANFIFÍLICOS La tensión superficial no está afectada por el alcance de la interacción anfifílo-anfifilo, sino que crece con el alcance de la interacciónde inmiscibilidad.
  • ESTUDIO DIELÉCTRICO DE CRISTALES LÍQUIDOS CON GEOMETRÍAS ESPECIALES: DÍMEROS Y BANANAS .
    Autor: DIEZ BERART SERGIO.
    Año: 2003.
    Universidad: PAIS VASCO.
    Centro de lectura: CIENCIAS.
    Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.
    Resumen: La respuesta de un material polar a la aplicación de señales eléctricas de diferente naturaleza proporciona una amplia información acerca de su estructura y su dinámica molecular. En el caso de los cristales líquidos este tipo de técnicas formas una herramienta fundamental en su estudio, tanto por el enorme campo de aplicaciones tecnológicas de estos materiales como desde un punto de vista teórico, debido a las singulares propiedades que presentan. En los últimos años se están descubriendo y desarrollando cristales líquidos cuyas estructuras moleculares difieren de lo considerado típico o clásico y su estudio es fundamental de cara a la búsqueda de nuevas aplicaciones. El trabajo presentado consiste en el estudio dieléctrico de dos tipos de cristal líquido de geometrías no convencionales. En primer lugar analizaremos unos compuestos denominados dímeros formados por dos grupos de cristal líquido clásico unidas por un espaciador flexible. La introducción de flexibilidad interna supone una nueva fuente de diseño molecular ya que el perfil de las moléculas podrá variar en función de parámetros como la temperatura. En segundo lugar estudiaremos unos compuestos formados por una unidad rígida en forma acodad o de banana, que da el nombre a los mismos. Estos son unos materiales relativamente nuevos pero que debido a su nueva y variada fenomenología se han convertido en un importante foco de actividad investigadora. Mediante el estudio dieléctrico de estos dos tipos de cristal líquido hemos tratado de analizar tanto su dinámica molecular, la cual depende de la conformación que adopte el espaciador en los dímeros, como la estructura de las fases que forman, las cuales variarán sustancialmente bajo la aplicación de un campo eléctrico en las bananas.
  • AZOPOLÍMEROS Y MATERIALES LUMINISCENTES CRISTAL LÍQUIDO PARA APLICACIONES ÓPTICAS .
    Autor: MILLARUELO BOIRA MARTA.
    Año: 2003.
    Universidad: ZARAGOZA.
    Centro de lectura: CIENCIAS.
    Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.
    Resumen: El trabajo realizado en esta memoria versa sobre dos tipos de diferentes materiales para aplicaciones ópticas, en ambos casos basados en cristales líquidos y la auto-organización aportada por fases fluidas anisótropas. En primer lugar se investigó una familia de azopolímeros basados en la unidad fotocrómica 4-oxi-4'-cianoazobenceno. La funcionalización de este grupo con un grupo metacrilato ha permitido obtener una familia de homo y copolímeros. Las principales modificaciones afectan a la longitud del espaciador flexible que conecta la cadena polimérica ocn la unidad fotocrómica y a la composición del copolímero. Además de la caracterización estructural, de estos materiales se han estudiado sus propiedades térmicas y mesomorfas. Se ha accedido tanto a materiales mesomorfos (nemáticos y esmécticos A), amorfos, así como a copolímeros en los cuales las propiedades mesomorfas dependen de la cinética de la historia térmica que se induce en el material. En estos compuestos, procesados en forma de películas, se han realizado estudios de grabación holográfica a dos colores, óptica no lineal con polarización fotoasistida, guiado de luz o inducción de quiralidad por iluminación con luz circulante polarizada. El segundo tipo de compuestos estudiado son materiales luminiscentes derivados de terfenilos o de fluorenos, con una estructura dador-*-aceptor, y en los que se han incluido un grupo fotopolimerizable metacrilato para su posterior procesado. En el caso de los derivados de fluoreno se inhibe cuando se introducen cadenas alquílicas en el carbono 9 del anillo fluoreno. Además de las propiedades térmicas y mesomorfas se han estudiado las propiedades luminiscentes. La emisión se modula según el carácter dador o aceptor de los sustituyentes, y en concreto estos luminóforos cuando tienen sustituyentes alcoxi-ciano presentan emisión en la región de la luz con elevada eficiencia. La inclusión de estos luminóforos en matrices cristal líquido y procesado de estas mezclas en mesofase mediante fotopolimerización in-situ (en mesofase) se pueden obtener películas poliméricas de espesor y estructura controlada. Los luminóforos quedan orientados en una dirección preferente por lo que estas películas presentan dicroísmo en la emisión (los parámetros de orden alcanzados son ca. 0.6). La aplicación prevista es la de sustituir al sistema de filtros y polarizadores que consiguen emisión polarizada en dispositivos de cristal líquido.
  • CARACTERIZACIÓN FÁSICA Y REOLÓGICA DE SISTEMAS DE CTAB CON ALCOHOLES POLIFUNCIONALES MODIFICADOS POR N-OCTIL BETA-D-GLUCÓSIDO .
    Autor: CORTÉS FUENTES ANA BELÉN.
    Año: 2002.
    Universidad: ALCALA.
    Centro de lectura: QUÍMICA .
    Centro de realización: FACULTAD DE QUÍMICA.
    Resumen: En esta Tesis Doctoral se ha realizado el estudio del comportamiento fásico y reológico de los sistemas ternarios CTAB/glicerol/agua y CTAB/gliceraldehído/agua y del sistema seudoternario CTAB + n-octil beta-D-glucósido (1%, C8G1)/glicerol/agua. También se ha delimitado el diagrama de fases del sistema seudoternario CTAB + n-octil beta-D-glucósido (1%, C8G1)/gliceraldehído/agua. En primer lugar se han elaborado los diagramas de fases a 30.0 +- 0.1ºC de los sistemas ternarios, delimitándose las fases de micela sy critales líquidos hexagonales. Estas fases se han caracterizado utilizando medidas de conductividad, microscopía óptica con polarizadores cruzados y reología de flujo y oscilación. De su caracterización se obtiene que las fases micelares están constituidas por micelas directas que, salvo a contenidos muy altos de CTAB, se comportan como fluidos newtonianos. Sólo a los mayores contenidos de CTAB de la fase micelar, glicerol y gliceraldehido interaccionan fuertemente con las micelas, provocando inicialmente un aumento del tamaño de las mismas para su posterior ruptura. Las muestras de la fase exagonal presentan la típica textura en abanico y se comportan como fluidos no newtonianos con un acusado descenso de la viscosidad con el aumento de la velocidad de cizalla. La influencia de la incorporación del alquilglucósido en el comportamiento fásico y reológico del sistema con glicerol se ha estudiado mediante microscopía óptica con polarizadores cruzados, reología de flujo y oscilación y difusión de neutrones a ángulo pequeño (SANS). De este estudio se obtiene una nueva fase de cristal líquido, la fase nemática, y las fases micelar y hexagonal experimentan una ampliación. Las micelas a altos contenidos de tensioactivos y de glicerol sufren una transición estructural bajo la aplicación de fuerzas de cizalla. Las muestras de la fase nemática presentan un comportamiento seudoplástico, con un plateau a pequeñas velocidades de cizalla, y las de la fase hexagonal se comportan como fluidos no netonianos, igual quelas del sistema ternario. El estudio de la viscosidad con la temperatura permite detectar la transición de fase nemática a isótropa, constituyendo además una herramienta eficaz a la hora de detectar la presencia de este cristal líquido. De los ensayos de oscilación se concluye que las micelas no presentan propiedades elásticas; la fase nemática presenta un comportamiento viscoelástico que se adapta al modelo de Maxwell, y la fase hexagonal muestra las mayores propiedades elásticas con un módulo elástico superior al módulo viscoso en todo el intervalo de frecuencia medido. Por último, a partir de las medidas de SANS en la fase micelar, se obtienen valores que se pueden ajustar a un modelo de elipsoides rotacionales, llegando a la conclusión de que se produce una reducción del tamaño de los agregados con el aumento del contenido de glicerol en la mezcla de disolvente.
  • ÓPTICA NO LINEAL EN CRISTALES LÍQUIDOS FERROELÉCTRICOS Y EN FOTOPOLÍMEROS DERIVADOS DE ELLOS.
    Autor: PAREDA BARROETA NAIA.
    Año: 2000.
    Universidad: PAIS VASCO.
    Centro de lectura: CIENCIAS.
    Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.
    Resumen: Este trabajo se centra fundamentalmente en el estudio de las propiedades ONL en diversos CLFs de diferentes características. Para ello se realizaron medias de GSA y del efecto Pockels electrónico. Además se utilizó la técnica de GSA para investigar otras propiedades físicas de algunos de estos materiales. En una primera parte del trabajo se realiza la caracterización del tensor susceptibilidad de segundo orden X(2) correspondiente al proceso de GSA en diferentes materiales líquido-cristalinos, tanto en compuestos de bajo peso molecular como en fotopolímeros derivados de ellos. Por otra parte, se analizan las condiciones bajo las cuales puede observarse elPM en la GSA de CLFs, tanto de tipo I como de tipo II.Haciendo uso de medias de GSA, EO y de interferometría de GSA, estudiamos la dinámica de conmutación molecular en varios materiales. Por último, motivados por las intersantes perspectivas que ofrecen los nuevos materiales de estructura de tipo banan, analizamos la respuesta de GSA en un compuesto de estas características.
  • EFECTO DE LA NATURALEZA DEL ESPACIADOR SOBRE LAS PROPIEDADES DE POLÍMEROS CRISTALES LÍQUIDOS TERMOTRÓPICOS .
    Autor: CAMPO BECARES M. ARANZAZU DEL.
    Año: 1999.
    Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
    Centro de lectura: QUIMICA.
    Centro de realización: CIENCIAS QUIMICAS.
    Resumen: En la Tesis se describe la síntesis, las transiciones de fase y la dinámica molecular de distintos tipos de dímeros y polímeros cristales líquidos termotrópicos. Todos ellos contienen en una estructura dos unidades de bifenilo conectadas a través de un espaciador flexible, cuya naturaleza determina en gran medida la secuencia de mesofases que presenta el sistema con la temperatura. Las distintas formas de introducir esta estructura básica en la molécula dan lugar a diferentes compuestos: dímeros simétricos y asimétricos, poliésteres y polieterésteres de cadena principal y polioxetanos de cadena lateral. Se muestra un interés especial en los sistemas que contienen un espaciador par con un centro quiral o un espaciador impar, ya que se comprueba que tienden a formar mesofases inclinadas SmC* y SmC al, con potenciales propiedades ferro y antiferroeléctricas respectivamente. La caracterización de las mesofases se realiza mediante calorimetría diferencial de barrido, difracción de rayos X y microscopía óptica. Se comprueba el efecto de la paridad y la actividad óptica del espaciador sobre la secuencia de mesofases. Se describen por primera vez características particulares de la temperatura de transición vítrea de los polímeros cristales líquidos, que puede ser más baja o más alta que la de la fase amorfa dependiendo del grado de orden de la mesoface. Para estudiar la dinámica molecular de los sistemas se aplican la espectroscopía mecanodinámica, la espectroscopía dieléctrica y la resonancia magnética nuclear de estado sólido. Se comprueba el desorden rotacinal de los cristales esméctricos y se describe la naturaleza de las rotaciones de los grupos mesógenos en poliésteres de cadena principal. Se demuestra la existencia de cooperatividad den las relajaciones secundarias como consecuencia del orden orientacional en sistemas nemáticos, Por último, se estudia la influencia del orden de la mesofase en las rotaciones de los mesógenos alrededor del eje transversal (relajación )en polixetanos en cadena lateral.
  • SIMULACION POR ORDENADOR DE LAS TRANSICIONES DE FASE EN UN MODELO DE CRISTAL LIQUIDO.
    Autor: MIGUEL AGUSTINO ENRIQUE DE.
    Año: 1990.
    Universidad: SEVILLA.
    Centro de lectura: FISICA.
    Centro de realización: DEPARTAMENTO: FACULTAD DE FISICAS; UNIVERSIDAD DE SEVILLA.
    Resumen: SE PRESENTAN RESULTADOS DE SIMULACION POR ORDENADOR DE FLUIDOS GAY-BERNE CON PARAMETROS DE ANISOTROPIA K=3 Y K'=5. USANDO DINAMICA MOLECULAR EN EL COLECTIVO NVT, SE HAN IDENTIFICADO LAS FASES FLUIDAS ISOTROPA, NEMATICA Y ESMECTICA-B. SE OBSERVA QUE LA FASE NEMATICA ES ESTABLE PARA T* 0.80. A TEMPERATURAS INFERIORES, LA FASE ISOTROPA EVOLUCIONA DIRECTAMENTE A LA FASE ESMECTICA-B VIA UNA TRANSICION DE PRIMER ORDEN. SE DAN EVIDENCIAS DE LA EXISTENCIA DE UNA TRANSICION QUE IMPLICA UNA INCLINACION DE LAS ORIENTACIONES MOLECULARES RESPECTO A LAS CAPAS ESMECTICAS. SE ESTUDIA EL EFECTO DE LAS FUERZAS ATRACTIVAS EN LA ESTABILIZACION DE FASES ORDENADAS. JUNTO CON RESULTADOS DE LA TRANSICION ISOTROPO-NEMATICO POR INTEGRACION TERMODINAMICA Y DE LA TRANSICION LIQUIDO-VAPOR POR EL METODO DE GIBBS, LOS RESULTADOS ANTERIORES PROPORCIONAN UNA VISION BASTANTE COMPLETA DEL DIAGRAMA DE FASES. POR ULTIMO, SE ANALIZA LA DINAMICA DE TRANSLACION Y ROTACION CON FUNCIONES DE AUTOCORRELACION.
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