МОСКВА, 3 июня. /ТАСС/. Российские ученые разработали модель, описывающую ключевой процесс в жидких кристаллах - переход из изотропной в нематическую фазу. Новый подход для расчетов поможет ускорить разработку фотоуправляемых ЖК-дисплеев, "умных стекол", линз с переменным фокусом и прочих приборов на базе жидких кристаллов, сообщила пресс-служба МФТИ.
"Мы разрешили множество методических вопросов, связанных с моделированием жидких кристаллов на молекулярном уровне. Этот результат - отправная точка к прогнозированию подвижностей отдельных молекул в жидких кристаллах, требуемых для сопровождения экспериментов и в промышленности", - пояснил исполнительный директор Центра вычислительной физики МФТИ Николай Кондратюк, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Жидкие кристаллы представляют собой особую форму материи, которая занимает промежуточное положение между твердыми телами и жидкостями. Полстолетия назад ученые обнаружили, что поведением жидких кристаллов можно управлять при помощи электрических полей. Это открыло дорогу созданию ЖК-дисплеев, а также применению жидких кристаллов в медицине и химической промышленности.
Как отмечают исследователи, для многих подобных применений ЖК-технологий необходимо, чтобы жидкие кристаллы заняли особую упорядоченную форму, так называемую нематическую фазу, в которой составляющие их молекулы оказываются вытянуты вдоль одной из осей вращения и уложены в структуру из параллельных элементов
Исследователи из МФТИ разработали подход, позволяющий точно воспроизводить переход между нематической фазой и хаотической изотропной фазой. Как обнаружили ученые, для этого можно применять классическую модель GAFF, которая традиционно применяется для оценки межатомных взаимодействий при моделировании молекул. Используя этот подход, физики просчитали свойства молекулы 5CB, одного из хорошо изученных жидких кристаллов.
С одной стороны, результаты расчетов и экспериментальные замеры многих свойств этих жидких кристаллов, в том числе их плотность и параметр порядка молекул, оказались очень близкими друг к другу, что подтвердило высокую точность созданного учеными подхода. При этом ученые обнаружили, что модель GAFF занижает некоторые другие параметры, в том числе коэффициент диффузии, что необходимо учитывать при расчете свойств новых ЖК-материалов и устройств, подытожили физики.
Комментарии