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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 14: Flüssigkristalle

DY 14.3: Talk

Tuesday, March 18, 1997, 15:00–15:15, R1

Topologische Defekte, Wechselwirkungen und Kettenbildung in nematischen Emulsionen — •H. Stark¹, P. Poulin², D. Pettey², T. C. Lubensky² und D. Weitz² — ¹Institut für Theoretische und Angewandte Physik, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57, D-70550 Stuttgart — ²Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA 19104, USA

Mischt man einen nematischen Flüssigkristall mit Wasser und einer oberflächenaktiven Substanz, die zu einer homöotropen Verankerung der Flüssigkristallmoleküle an der Grenzfläche führt, so ergibt sich eine Vielfachemulsion. Große nematische Tropfen sind von Wasser umgeben und enthalten ihrerseits Ketten von kleinen Wassertröpfchen. Diese sind durch topologische Igeldefekte wohl voneinander getrennt.

Der Vortrag macht deutlich, wie durch den nematischen Flüssigkristall Wechselwirkungen zwischen den Wassertröpfchen vermittelt werden, die die Emulsion stabilisieren. Auf Abständen sehr viel größer als die Tröpfchenradien wirken Dipolkräfte, während auf kurzen Abständen eine Abstoßung durch topologische Defekte vermittelt wird.

Ausgehend von einem Tröpfchen, das einen hyperbolischen Igeldefekt mit sich führt und daher wie ein Dipol wirkt, formulieren wir eine freie Energie, die Dipole und nematisches Direktorfeld miteinander koppelt. Daraus leitet man die Dipolwechselwirkung ab, die die Kettenbildung erklärt. Der Vortrag schließt mit Bemerkungen über eine nichtstarre Verankerung an der Grenzfläche und über Magnetfeldeffekte.