Investigação teórica e simulacional das propriedades elétricas de uma amostra de CLN com campo elétrico inomogêneo

Otavio Augusto Gomes; Rodolfo Teixeira de Souza; César Augusto Refosco Yednak

doi:10.20906/CPS/SICITE2015-0600

Resumo

Cristais líquidos nemáticos (CLNs) são substâncias conhecidas por terem sua orientação molecular facilmente alterada com campos elétricos ou magnéticos. Quando um campo elétrico externo é aplicado (acima do limite da transição de Fréedericksz) em uma amostra de cristal líquido nemática, pode-se constatar uma distorção não linear do diretor, entretanto, essa distorção também depende do momento de dipolo criado pela polarização eletrônica que ocorre em seu interior, uma vez que o CLN é um meio dielétrico. Para explorar melhor esse comportamento, uma análise foi conduzida em uma amostra nemática entre placas paralelas, em que foi imposta uma orientação do tipo planar na superfície, na situação de ancoramento forte (problema de Dirichlet) e considerando a varição em apenas um eixo. Uma vez que o alinhamento não é uniforme, o campo elétrico que surge devido a polarização possui intensidade não homogênea ao longo dessa amostra. Esse estudo teve como objetivo analisar como o efeito dessa inomogeneidade afeta o perfil do diretor, e também, como a resistência elétrica e a capacitância variam em função da orientação molecular no interior da célula nemática. A metodologia adotada consistiu na modelagem de expressões matemáticas para as propriedades de interesse, considerando a anisotropia elástica, ou seja, sem a aproximação por uma constante elástica. Os resultados foram obtidos por meio de simulações computacionais, em que foi possível avaliar o perfil do diretor para diferentes valores das constantes elásticas e suas implicações no perfil da resistência elétrica e da capacitância.

Palavras-chave: reorientação molecular; anisotropia elástica; campo elétrico inomogêneo