Мезогенные «огурцы» для быстро релаксирующих систем

[Имбаверт]

Название это – как реплика на статью в Nature:

 

Из твёрдых ахиральных бананов образуются двойные скрученные скирмионы и синие фазы

https://www.nature.com/articles/s41467-024-50935-4

Голландцы поделились своей находкой:

Спиральные фазы возникают не только в холестерических жидких кристаллах. Примечательной, экспериментально обнаруженной жидкокристаллической фазой с новым типом порядка и спиральной структурой является фаза скрученно-изогнутого нематика, образованная мезогенами с изогнутым ядром. Недавно эта фаза была также обнаружена при моделировании коллоидных (полярных) частиц в форме банана

Я дипломную работу делал по синтезу жидких кристаллов (ЖК). Гордился тем, что синтезировал то, что модельно построил с ожидаемыми свойствами. А потом несколько лет в области ЖК работал и не понаслышке знал и про нематики/холестерики/синюю фазу.

В работе голландцев мне понравилось утверждение о том, что необязательно хиральные объекты обеспечивают быстроту реакции/релаксации всей системы (сложенной из вихревых образований – турб), а бананообразная форма мезогенного жёсткого ядра полимера. И бог с ними со скрученными скирмионовыми нитями и даже «синей фазой»!  Цель моя – получить быстро релаксирующую систему из анизогеометрических жёстких объектов, свободно двигающихся в матрице жидкообразного компонента системы. В отличие от ТЭП и ПУ жёсткие объекты должны иметь свободу – значит быть не связаны ковалентно с жидкообразной матрицей. Координационными связями. То возникающими, то распадающимися. Такие системы я делал.

А теперь возник аргументированный интерес сделать жёсткие частицы банановидными. Или, принимая во внимание то, что вместо бананов – у нас огурцы – в виде их, лакомства российского. А сделать, что бы ЖК получились с огурцововидным центральным мезогеном – я смогу. И ещё: диэлектрику у «огурцов» такую, что бы обратный флексоэлектрический эффект «заиграл».

 

Я хотел посоветоваться, вроде. При возникновении зарядов на «огурцах» - одноимённые же отталкиваться будут? Хоть в масле, хоть в растворителе безводном?

Изменено 27 Сентября, 2025 в 20:05 пользователем Имбалюр

[главный колбасист]

В 27.09.2025 в 23:03, Имбалюр сказал:

При возникновении зарядов на «огурцах» - одноимённые же отталкиваться будут?

Не больше Дебаевского радиуса ,будут ?

[Имбаверт]

В 28.09.2025 в 21:50, главный колбасист сказал:

Не больше Дебаевского радиуса ,будут ?

Верно! Дебаевский радиус обычно составляет от десятков до сотен нанометров. Его можно определить как экранную длину. Я обратился к ИИ, и он: расчёт зависит от двух параметров, которые надо задать. Я задал: масло и температура минус 100⁰ С.

Цитата

 

1.  температура TT в К (при минус 100°C это 173.15 K)

2.  концентрация несущих зарядов nn (число частиц на м³) и εrεr масла

Примерная оценка (для демонстрации):

Пусть масло имеет εr≈2.5εr≈2.5

Пусть концентрация носителей заряда n≈1018 м−3n≈1018 м−3 (это условно высокое значение для некоторых масел; реальная величина зависит от примесей и ионизации)

Тогда

λD≈(8.85×10−12)×2.5×(1.38×10−23)×173.15(1018)×(1.6×10−19)2λD≈(1018)×(1.6×10−19)2(8.85×10−12)×2.5×(1.38×10−23)×173.15

Вычислим численно:

числитель: 8.85×10−12×2.5×1.38×10−23×173.15≈5.28×10−318.85×10−12×2.5×1.38×10−23×173.15≈5.28×10−31

знаменатель: 1018×(2.56×10−38)≈2.56×10−201018×(2.56×10−38)≈2.56×10−20

дробь: ≈2.06×10−11≈2.06×10−11

корень: λD≈4.5×10−6 m=4.5 μmλD≈4.5×10−6 m=4.5 μm =4.5 μм это 4.5 микрон.

Обозначения:

μм = микрон (одна тысяча в большинстве единиц измерения длины)

Если нужно перевести в другие единицы:

4.5 μм = 4.5 × 10^-6 м = 4500 нм

 

И добавил:

Цитата

 

Это примерная величина, которая показывает, что Debye радиус может быть в микрометровом диапазоне при сравнительно низкой концентрации носителей и типичных диэлектрических свойствах масла.

Однако часто в инженерной практике газо- или жидкокристаллических масел концентрации носителей намного ниже, что даёт гораздо более крупный Debye радиус

 

Мне - достаточно. Радиус действия электрических "огурцов" (вернее, фрагмента на них, появляющегося при деформации)  примерно в 1500 раз больше типового размера мезогенного "огурца"! Неплохое воздействие. Расстояния, конечно, маленькие. Для макрообъектов. А для слоёв масла?  Картины, вроде этой:

 

не получится, но, "шевеление", не дающее застекловаться, вроде этого:

 

вполне себе...А в резинах (не сшитых, сетчатых, а вязаных, координационных) петли -узлы скользить могут...

 

 

[sergey_ds]

В 27.09.2025 в 23:03, Имбалюр сказал:

 

Изменено 29 Сентября, 2025 в 13:17 пользователем sergey_ds

[Имбаверт]

В 29.09.2025 в 17:16, sergey_ds сказал:

 

Мощно.

[sergey_ds]

В 29.09.2025 в 17:11, Имбалюр сказал:

Мощно.

Решил в личку написать 

[главный колбасист]

А эти,ваши кристаллы,могут образовать микроскопические структуры на порядки меньше электродов,создающих поле,или размеры их будут порядка размеров электродов ?

[Имбаверт]

В 29.09.2025 в 21:54, главный колбасист сказал:

электродов,создающих поле,или размеры их будут порядка размеров электродов ?

В системе нет электродов. Заряды возникают при деформации иммобилизованных комплексов за счёт обратного флексоэлектрического эффекта.

[Имбаверт]

 

Иллюстрацию в гиф сделал для стартапов (вереницей прошли 3 приглашения - партнёр поедет) по релаксации напряжений в вязаных (не сшитых) сетках полимеров. И маскот забавный:

 

[Имбаверт]

Химия геликоидов для нехимиков (или а что происходит на сегментах цилиндрических спиралей олигометаллохелатов):