Estudio de las propiedades fisicoquímicas de cristales líquidos formados por partículas discoidales mediante simulación molecular Público Deposited
En este trabajo realizamos experimentos computacionales con el objetivo de estudiar propiedades estructurales y termodinámicas de cristales líquidos en forma de disco mediante la técnica de dinámica molecular. Se estudia en la primera parte del trabajo sistemas unicomponentes como función de la temperatura y del grosor de las partículas discoticas κ = 0.345, 0.50, 0.28 y 0.40. Para los sistemas 0.345 y 0.50, se discute con gran detalle las propiedades termodinámicas y estructurales. Solo para el sistema con k = 0.345 se estudia la difusividad. Los resultados de la estructura de estos sistemas mostraron que existen dos fases columnares como función de la temperatura. A temperaturas altas una fase columnar desordenada con una estructura hexagonal por capas y una difusividad típica de un cristal líquido, esto es una alta difusividad en la dirección de las columnas y una baja difusividad perpendicular a ellas. Este comportamiento es contrario al caso de partículas calamíticas. A temperaturas bajas la fase columnar tiene un orden posicional en el que las columnas están interdigitadas. Esta interdigitación promueve una difusividad que no es típica de un cristal líquido discótico. Esto es la difusión perpendicular es mayor que la difusión paralela a las columnas, este es uno de los nuevos resultados que muestra este estudio. Se muestra que este comportamiento difusivo no es Gaussiano, encontrándose tres tipos de difusividad nombradas: rattling, hopping, drifting. En este trabajo presentamos también los resultados de tres diferentes mezclas binarias con distinta bidispersidad (grosores diferentes), solo se estudiaron mezclas equimolares 50 : 50. Los resultados de este estudio muestran que a mayor bidispersidad se promueve el fenómeno de desmezclado parcial. El principal resultado en este estudio mostro que se pueden promover la estabilización de la fase columnar a temperaturas más altas que las correspondientes a los sistemas unicomponentes. Esto es inducción de fases estables de cristales líquidos discóticos como función de la bidispersidad. Presentamos los diagramas de fases completos de algunos de los sistemas unicomponentes en el plano T ∗ vs ρ ∗ y P ∗ vs T ∗ que son la base para los sistemas binarios. Estos diagramas de fases muestran un punto crítico tipo gas-líquido solo para grosores mayores que 0.50σ para valores menores el diagrama de fase ya no presenta equilibrio líquido-vapor. La fase nemática es estabilizada como función de la temperatura aumentando el grosor de la partícula. La caracterización de las fases de cristal líquido que en este trabajo presentamos fueron obtenidas del cálculo del parámetro de orden nemático, y las correlaciones posicional y orientacional.
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