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Estudo de estabilidade química e propriedades de ancoramento em cristais líquidos liotrópicos / Study of chemical stability and properties of anchoring in lyotropic liquid crystalsOliveira, Elisabeth Andreoli de 18 June 1991 (has links)
Apresentamos um novo cristal liquido liotrópico, onde o álcool (utilizado nas misturas liotrópicas com fases nemáticas biaxial e uniaxiais), é substituído por um detergente. Essa nova mistura é composta por laurato de potássio, cloreto de decilamônia e água e apresenta fases nemáticas uniaxiais, calamitica e discótica, e biaxial. É apresentada uma superfície do diagrama de fases dessa mistura e são determinados alguns parâmetros microscópicos. Nesse estudo são utilizadas as técnicas de microscopia óptica de luz polarizada, conoscopia e difração de raios x. É feito um estudo comparativo da estabilidade química desse sistema, em relação à mistura com álcool. É feito um estudo sistemático das propriedades de ancoramento de cristais líquidos liotrópicos em superfícies de vidro (lisas e com ranhuras), utilizando a técnica de microscopia óptica de luz polarizada. Um novo fenômeno é observado, o deslizamento do diretor na superfície de contorno. Um modelo qualitativo, é proposto, baseado na existência de urna bicamada anfifílica, com defeitos, na interface. São determinados os tempo de orientação e tempo de relaxação para as amostras e os resultados são comparados às previsões do modelo proposto. Também é apresentado um método de tratamento de superfícies de vidro para orientação de cristais líquidos liotrópicos. / We present a new lyotropic liquid crystal, where the alcohol (used in lyotropic mixtures that present biaxial and uniaxial nematic phases) is substituted by a detergent. This new mixture is composed by potassium laurate, ammonium decylchloride and water and presents uniaxial and biaxial nematic phases. A surface of the phase diagram os this mixture is presented and some microscopical parameters are determined. In this investigation the techniques of polarised optical microscopy, conoscopy and X ray- diffraction are used. The chemical stability of this mixture is compared to the mixture with alcohol. The anchoring properties of lyotropic liquid crystals on glass surfaces (smooth and with grooves) are also investigated, using optical polarising microscopy. A new phenomen is observed, the gliding of the director at the boundary surfaces. A qualitative model is proposed, based on the existence of an anphiphilic bilayer with defects, at the interface. The orientation and relaxation times are determined and compared to the ones predicted by the model. It is also presented, a method for treating glass surfaces with ferrofluid that is applied to orient lyotropic liquid crystal samples.
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Estudo de estabilidade química e propriedades de ancoramento em cristais líquidos liotrópicos / Study of chemical stability and properties of anchoring in lyotropic liquid crystalsElisabeth Andreoli de Oliveira 18 June 1991 (has links)
Apresentamos um novo cristal liquido liotrópico, onde o álcool (utilizado nas misturas liotrópicas com fases nemáticas biaxial e uniaxiais), é substituído por um detergente. Essa nova mistura é composta por laurato de potássio, cloreto de decilamônia e água e apresenta fases nemáticas uniaxiais, calamitica e discótica, e biaxial. É apresentada uma superfície do diagrama de fases dessa mistura e são determinados alguns parâmetros microscópicos. Nesse estudo são utilizadas as técnicas de microscopia óptica de luz polarizada, conoscopia e difração de raios x. É feito um estudo comparativo da estabilidade química desse sistema, em relação à mistura com álcool. É feito um estudo sistemático das propriedades de ancoramento de cristais líquidos liotrópicos em superfícies de vidro (lisas e com ranhuras), utilizando a técnica de microscopia óptica de luz polarizada. Um novo fenômeno é observado, o deslizamento do diretor na superfície de contorno. Um modelo qualitativo, é proposto, baseado na existência de urna bicamada anfifílica, com defeitos, na interface. São determinados os tempo de orientação e tempo de relaxação para as amostras e os resultados são comparados às previsões do modelo proposto. Também é apresentado um método de tratamento de superfícies de vidro para orientação de cristais líquidos liotrópicos. / We present a new lyotropic liquid crystal, where the alcohol (used in lyotropic mixtures that present biaxial and uniaxial nematic phases) is substituted by a detergent. This new mixture is composed by potassium laurate, ammonium decylchloride and water and presents uniaxial and biaxial nematic phases. A surface of the phase diagram os this mixture is presented and some microscopical parameters are determined. In this investigation the techniques of polarised optical microscopy, conoscopy and X ray- diffraction are used. The chemical stability of this mixture is compared to the mixture with alcohol. The anchoring properties of lyotropic liquid crystals on glass surfaces (smooth and with grooves) are also investigated, using optical polarising microscopy. A new phenomen is observed, the gliding of the director at the boundary surfaces. A qualitative model is proposed, based on the existence of an anphiphilic bilayer with defects, at the interface. The orientation and relaxation times are determined and compared to the ones predicted by the model. It is also presented, a method for treating glass surfaces with ferrofluid that is applied to orient lyotropic liquid crystal samples.
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Estudo do comportamento magnético de nanopartículas de magnetita e nanofios de níquel diluídos em cristais líquidos liotrópicos / Study on the magnetic behavior of magnetite nanoparticles and nickel nanowires diluted in nematic fluidsArantes, Fabiana Rodrigues 20 May 2010 (has links)
Neste trabalho foi feito um estudo do comportamento magnético de cristais líquidos liotrópicos de laurato de potássio dopados com nanopartículas de magnetita. Medidas zero-field cooling (ZFC) e field cooling (FC) com campos de 50 Oe mostram que as nanopartículas magnéticas permanecem bloqueadas a temperatura ambiente devido à presença das micelas do cristal, e apresentam um comportamento superparamagnético quando dispersas somente em água. Simulações Monte Carlo indicam que o aumento da temperatura de bloqueio das nanopartículas imersas em cristais líquidos liotrópicos pode ser obtido considerando uma forte interação, similar à de troca, entre os momentos superficiais e uma camada extra, simulando a presença das micelas. Medidas ZFC-FC e de suscetibilidade magnética permitiram determinar as temperaturas de transição entre as fases micelar isotrópica e nemática discótica. A curva de magnetização na região da fase discótica parece seguir o mesmo comportamento do parâmetro de ordem desta fase. Foram obtidos nanofios de níquel pelo processo de eletrodeposição AC em lâminas de alumina porosas para dopar cristais líquidos liotrópicos na fase isotrópica. As medidas ZFC-FC desses sistemas foram mais delicadas que as das nanopartículas devido ao baixo sinal das amostras e baixa solubilidade dos nanofios no cristal líquido. A técnica para a dissolução dos fios e dopagem dos cristais foi aprimorada, no entanto são necessários mais estudos para melhorar a estabilidade dessas amostras. / In this work we studied the magnetic behavior of potassium laurate lyotropic liquid crystals doped with magnetite nanoparticles. Zero-field cooling (ZFC) and field-cooling (FC) measurements with 50 Oe applied field showed a blocking behavior of magnetic nanoparticles at room temperature due to the micelle presence, while presenting superparamagnetic behavior when dispersed in water. Monte Carlo simulations suggest that this increase in the nanoparticles\' blocking temperature when immersed in lyotropic liquid crystals can be acquired taking into account an exchange-like strong interaction between the nanoparticles\' superficial magnetic moments and an extra layer playing the role of the micelles. ZFC-FC and magnetic susceptibility measures allowed us to find the transition temperatures between the isotropic micellar and the discotic nematic phases. The magnetization curve in the discotic phase resembles the behavior of the order parameter in that phase. We obtained nickel nanowires by AC electrodeposition in anodic porous alumina to dope lyotropic liquid crystals in the isotropic phase. The ZFC-FC measurements in those systems were more intricate given the weak magnetization of the samples and low solubility of the nanowires in the liquid crystal. We refined the technique for dissolution and doping of the crystals, but more studies are needed in order to improve the samples\' stability.
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Efeitos de Superfícies de Contorno na Orientação de Cristais Líquidos Liotrópicos / Boundary Surface Effects on the Liotropic Liquid Crystal OrientationBechtold, Ivan Helmuth 19 May 2000 (has links)
Para uso em aplicações tecnológicas os cristais líquidos são geralmente confinados em em celas, onde a interação do cristal líquido com a superfície de contorno é de grande importância para o bom desempenho do dispositivo. Os cristais líquidos liotrópicos em particular, possuem propriedades físicas muito mais complexas que os termotrópicos, que não são conhecidas em sua totalidade. Dessa forma, desenvolvemos um estudo com o objetivo de investigar a influência da superfície na configuração de uma amostra de cristal líquido liotrópico. Utilizamos alguns tratamentos de superfície para alterar as condições de contorno e investigar a orientação induzida ao cristal líquido. Esses tratamentos alteram as propriedades físico-químicas das superfícies, tais como o caráter hidrofílico (utilizando lâminas de vidro) e hidrofóbico (utilizando lâminas de vidro recobertas com polímero). Outro tratamento empregado consiste no esfregamento dos substratos ao longo de uma direção preferencial que pode alterar a topografia das superfícies. Variamos a espessura da amostra para comparar os efeitos devido as interações da superfície em relação as interações entre as moléculas no volume. Efetuamos análise de textura da amostra de cristal líquido liotrópico após colocada nas celas fabricadas com os substratos tratados. Através de medidas de transmitância de um feixe de luz polarizada pela amostra, investigamos os processos dinâmicos de reorientação e relaxação induzidos por um campo magnético externo. / The use of liquid crystals (LC) in technological applications (LC displays) implies that these materials might be confined in thin cells, where the interactions with the boundary surfaces are of great importance for a good performance of such displays. The physical properties of lyotropic liquid crystals, in particular, are much more complexe than those of thermotropic LC, and are not up to now completely understood. Therefore, we have performed a study with the objective of investigating the influence of the boundary surface on the configuration of a lyotropic liquid crystal sample. Different surface treatments were used to modify the boundary conditions and to investigate the orientation induced to the liquid crystal. These surface treatments may affect the physico-chemical properties of the surfaces, such as the hydrophilicity (using clean glass plates) and hydrophobicity (by coating the glass plates with a polymer). Another treatment that have been used is the unidirectional rubbing of the substrates that can change the surfaces topography. The sample thickness was also varied in order to compare the effects due to surface interactions with respect to the intermolecular interactions in the bulk. We have performed an analysis of the texture of the lyotropic liquid crystal sample once confined in the cells built from the treated substrates. By means of the measurements of the intensity of a polarized light beam crossing the sample, we have investigated the dynamics of the reorientation and relaxation processes induced by the an external magnetic field.
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Efeitos de Superfícies de Contorno na Orientação de Cristais Líquidos Liotrópicos / Boundary Surface Effects on the Liotropic Liquid Crystal OrientationIvan Helmuth Bechtold 19 May 2000 (has links)
Para uso em aplicações tecnológicas os cristais líquidos são geralmente confinados em em celas, onde a interação do cristal líquido com a superfície de contorno é de grande importância para o bom desempenho do dispositivo. Os cristais líquidos liotrópicos em particular, possuem propriedades físicas muito mais complexas que os termotrópicos, que não são conhecidas em sua totalidade. Dessa forma, desenvolvemos um estudo com o objetivo de investigar a influência da superfície na configuração de uma amostra de cristal líquido liotrópico. Utilizamos alguns tratamentos de superfície para alterar as condições de contorno e investigar a orientação induzida ao cristal líquido. Esses tratamentos alteram as propriedades físico-químicas das superfícies, tais como o caráter hidrofílico (utilizando lâminas de vidro) e hidrofóbico (utilizando lâminas de vidro recobertas com polímero). Outro tratamento empregado consiste no esfregamento dos substratos ao longo de uma direção preferencial que pode alterar a topografia das superfícies. Variamos a espessura da amostra para comparar os efeitos devido as interações da superfície em relação as interações entre as moléculas no volume. Efetuamos análise de textura da amostra de cristal líquido liotrópico após colocada nas celas fabricadas com os substratos tratados. Através de medidas de transmitância de um feixe de luz polarizada pela amostra, investigamos os processos dinâmicos de reorientação e relaxação induzidos por um campo magnético externo. / The use of liquid crystals (LC) in technological applications (LC displays) implies that these materials might be confined in thin cells, where the interactions with the boundary surfaces are of great importance for a good performance of such displays. The physical properties of lyotropic liquid crystals, in particular, are much more complexe than those of thermotropic LC, and are not up to now completely understood. Therefore, we have performed a study with the objective of investigating the influence of the boundary surface on the configuration of a lyotropic liquid crystal sample. Different surface treatments were used to modify the boundary conditions and to investigate the orientation induced to the liquid crystal. These surface treatments may affect the physico-chemical properties of the surfaces, such as the hydrophilicity (using clean glass plates) and hydrophobicity (by coating the glass plates with a polymer). Another treatment that have been used is the unidirectional rubbing of the substrates that can change the surfaces topography. The sample thickness was also varied in order to compare the effects due to surface interactions with respect to the intermolecular interactions in the bulk. We have performed an analysis of the texture of the lyotropic liquid crystal sample once confined in the cells built from the treated substrates. By means of the measurements of the intensity of a polarized light beam crossing the sample, we have investigated the dynamics of the reorientation and relaxation processes induced by the an external magnetic field.
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Estudo do comportamento magnético de nanopartículas de magnetita e nanofios de níquel diluídos em cristais líquidos liotrópicos / Study on the magnetic behavior of magnetite nanoparticles and nickel nanowires diluted in nematic fluidsFabiana Rodrigues Arantes 20 May 2010 (has links)
Neste trabalho foi feito um estudo do comportamento magnético de cristais líquidos liotrópicos de laurato de potássio dopados com nanopartículas de magnetita. Medidas zero-field cooling (ZFC) e field cooling (FC) com campos de 50 Oe mostram que as nanopartículas magnéticas permanecem bloqueadas a temperatura ambiente devido à presença das micelas do cristal, e apresentam um comportamento superparamagnético quando dispersas somente em água. Simulações Monte Carlo indicam que o aumento da temperatura de bloqueio das nanopartículas imersas em cristais líquidos liotrópicos pode ser obtido considerando uma forte interação, similar à de troca, entre os momentos superficiais e uma camada extra, simulando a presença das micelas. Medidas ZFC-FC e de suscetibilidade magnética permitiram determinar as temperaturas de transição entre as fases micelar isotrópica e nemática discótica. A curva de magnetização na região da fase discótica parece seguir o mesmo comportamento do parâmetro de ordem desta fase. Foram obtidos nanofios de níquel pelo processo de eletrodeposição AC em lâminas de alumina porosas para dopar cristais líquidos liotrópicos na fase isotrópica. As medidas ZFC-FC desses sistemas foram mais delicadas que as das nanopartículas devido ao baixo sinal das amostras e baixa solubilidade dos nanofios no cristal líquido. A técnica para a dissolução dos fios e dopagem dos cristais foi aprimorada, no entanto são necessários mais estudos para melhorar a estabilidade dessas amostras. / In this work we studied the magnetic behavior of potassium laurate lyotropic liquid crystals doped with magnetite nanoparticles. Zero-field cooling (ZFC) and field-cooling (FC) measurements with 50 Oe applied field showed a blocking behavior of magnetic nanoparticles at room temperature due to the micelle presence, while presenting superparamagnetic behavior when dispersed in water. Monte Carlo simulations suggest that this increase in the nanoparticles\' blocking temperature when immersed in lyotropic liquid crystals can be acquired taking into account an exchange-like strong interaction between the nanoparticles\' superficial magnetic moments and an extra layer playing the role of the micelles. ZFC-FC and magnetic susceptibility measures allowed us to find the transition temperatures between the isotropic micellar and the discotic nematic phases. The magnetization curve in the discotic phase resembles the behavior of the order parameter in that phase. We obtained nickel nanowires by AC electrodeposition in anodic porous alumina to dope lyotropic liquid crystals in the isotropic phase. The ZFC-FC measurements in those systems were more intricate given the weak magnetization of the samples and low solubility of the nanowires in the liquid crystal. We refined the technique for dissolution and doping of the crystals, but more studies are needed in order to improve the samples\' stability.
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Sistemas precursores de cristais líquidos mucoadesivos para administração intranasal de trans-resveratrol e avaliação biológica em modelo de Alzheimer induzido /January 2019 (has links)
Resumo: A doença de Alzheimer (DA) é uma doença altamente incidente na população mundial, acometendo cerca de 40 milhões de pessoas com idade igual ou superior a 65 anos, levando à perda da memória e cognição. A via nasal é uma via alternativa que pode promover a rápida absorção do fármaco, além de poder direcionar fármacos para o cérebro, e evitar o metabolismo pré-sistêmico. Porém, ela possui mecanismos de depuração mucociliar que podem eliminar rapidamente a formulação da cavidade nasal. Os sistemas nanoestruturados baseados em tensoativos (SNBT) que sofrem geleificação in situ demonstram ser uma opção interessante para viabilizar a administração de fármacos por esta via. O trans-resveratrol (RES) tem apresentado atividade no tratamento da DA, atuando sobre vias moleculares específicas, como a capacidade da inibição da formação da placa beta-amiloide (Aβ), despolimerização da placa Aβ formada durante a doença e atuando sobre o sistema colinérgico, inibindo a acetilcolinesterase e diminuindo a neuroinflamação e formação de radicais livres no cérebro. Entretanto, seu uso é limitado devido à sua insolubilidade em meio aquoso. Desta forma, a solubilização do RES em SNBT pode ser uma opção interessante para viabilizar o seu uso. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar sistemas precursores de cristais líquidos compostos pelos tensoativos álcool cetílico etoxilado 20 OE e propoxilado 5 OP (PPG-5-CETETH-20), ácido oleílico 20 OE (OLETH-20), ácido oleílico 3 OE (OLETH-3) e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Alzheimer's disease (AD) is a highly incident illness in the world population, it affects about 40 million people aged 65 or over, and this pathology leads to memory and cognition loss. The nasal route is an alternative that can promote the rapid absorption of the drugs, besides to target drugs to the brain and to avoid the pre-systemic metabolism. However, it has mucociliary clearance that can rapidly eliminate the formulation existing under the nasal cavity. The surfactant-based nanostructured systems (SBNS) undergoes in situ gelling and seems to be an interesting feasible option for use by intranasal route. Trans-resveratrol (RES) has properties for the AD treatment, it acts on specific molecular pathways, such as the ability to inhibit the formation of amyloid-beta (Aβ) plaques, depolymerization of Aβ plaques developed during the progressing of disease and acting on the cholinergic system, inhibiting an acetylcholinesterase, and decreasing neuroinflammation and formation of free radicals in the brain. However, its use is limited due to insolubility in aqueous medium, however RES can be solubilized in these systems and therefore it can be an interesting option to do its viable employ. The aim of this work was to develop and characterize liquid crystal precursor systems composed of polyoxypropylene (5) polyoxyethylene (20) cetyl alcohol (PPG-5-CETETH-20), polyoxyethylene (20) oleyl alcohol (OLETH-20), polyoxyethylene (3) oleyl alcohol (OLETH- 3) and sorbitan polysorbate (PS... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor
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Estados críticos orientacionais em cristais líquidos liotrópicos induzidos por campos magnéticos. / Orientations critical states in lyotropic liquid crystals induced by magnetic fields.Vega, Maria Leticia 19 December 2000 (has links)
Estruturas líquidas cristalinas estão presentes em materiais compostos por moléculas com anisotropia de forma e são caracterizadas por uma ordem orientacional de longo alcance. Na mesofase nemática as moléculas alongadas tendem a se alinhar paralelas entre si, a direção média de orientação define é caracterizada por um vetor unitário, chamado de diretor n. Os cristais líquidos liotrópicos são obtidos usualmente a partir da dispersão de moléculas anfílicas em água. Essas moléculas anfílicas, por terem uma parte polar e uma parte apolar, tendem a formar agregados anisotrópicos, com a parte polar da molécula na superfície. Esse tipo de estrutura esta presente em todos os seres vivos e o exemplo mais clássico é a membrana da célula. A existência de uma superfície de contorno ou uma fronteira modifica as propriedades de um material na vizinhança dessa fronteira. Isso é particularmente verdadeiro para os cristais líquidos, que são muitos sensíveis as condições de contorno, mesmos quando estas não são tão intensas. De fato essa propriedade e bastante útil para a fabricação de dispositivos eletro-ó pticos. Um dos efeitos de superfície mais evidente é a mudança no ordenamento das moléculas devido a quebra de simetria na superfície. Nas fases nemáticas esse efeito microscópico resulta na formação de uma camada superficial com uma ordem posicional que se estende ao longo de uma certa distância no volume. 0 outro efeito resulta da origem a mudanças significativas no estado orientacional das moléculas no volume devido a presença de forças superficiais. Esse efeito é conhecido como ancoramento. Na ausência de campos extemos ou condições de contorno qualquer orientação é igualmente provável. Neste trabalho serão apresentados os resultados de investigação das propriedades de cristais líquidos liotrópicos na interface com um substrata. Estudamos o comportamento dinâmico da camada superficial quando o campo magnético é aplicado e induz uma re orientação do diretor. Nesse estudo são utilizadas amostras de cristal líquidos liotrópicos. / Liquid crystalline structures are found in materials made from molecules which are anisotropic in shape; such material are characterized mainly by a long range orientational order. In the nematic phase, the rodlike molecules tend to align parallel to each other. The average orientation defines a unit vector, called director n. Lyotropic liquid crystals are usually obtained by the dispersion of amphiphilic molecules in water. Due the fact that these molecules present a polar head and a non-polar tail, they tend to form aggregates with the polar part at the aggregate surface. This type of struc ture is present in all living being; the most classical example is the cell membrane. The existence of a boundary surface affects the properties of a material close to this boundary. This particularly true for liquid crystals, which are very sensitive to boundary conditions, even when weak. Indeed, this property is quite useful in the fabrication of electro-optic devices. One of the most obvious surface effect is the change in the molecules organization due to a breaking of the symmetry at the boundary surface. In the nematic phases, this microscopic effect results in the formation of a surface la yer with a positional order that extends through the bulk up to a certain distance from the surface. The other effect of the surface results in a change in the orientational state of the molecules in the volume due to the sur face forces. This macroscopic effect is known as anchoring. In the absence of any external field or boundary conditions, all molecular orientation is equally probable. In this work, we will present some results of the investigation of the properties of lyotropic liquid crystals at the interface with a solid substrate. We have studied the dy namic of the surface layer when a applied magnetic field induces a reorientation of the nematic director. In this study different systems were used: lyotropic liquid crystals in the nematic phase, ferronematics (nematic phase doped with ferrofluid) and filled nematics (nematic phase doped with silica nano-spheres). By means of transmittance measurements.
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Espalhamento de luz dinâmico em cristais líquidos liotrópicos nemáticos uniaxiais / Dynamic light scattering in nematic uniaxial lyotropic liquid crystalsRisi, Celso Luiz Sigoli 06 November 2015 (has links)
Neste trabalho, construímos um arranjo óptico para realizar medidas de espalhamento de luz dinâmico (Dynamic Light Scattering - DLS). Após o processo de montagem, o experimento foi calibrado por meio de soluções padrão de nanoesferas de poliestireno dispersas em água deionizada. Após a calibração, investigamos sistemas mais complexos como cristais líquidos nemáticos uniaxias, bem como misturas ferronemáticas. A primeira etapa dos estudos teve como objetivo investigar o comportamento das difusividades dos modos hidrodinmicos splay e twist, em função da concentração iônica das misturas. As amostras preparadas se diferenciavam apenas pela quantidades de sal em suas composições. Observamos um aumento em Dsplay e diminuição de Dtwist com o aumento na concentração de sal. Esses efeitos são multifatoriais e podem estar relacionados à blindagem eletrostática intermicelar, favorecendo a aproximaao entre micelas vizinhas. O efeito de backflow também é um fenômeno relevante que minimiza os efeitos dissipativos e está associado as distorções de splay. Por fim, foram realizadas medidas de DLS em misturas ferronemáticas liotrópicas uniaxiais, com o objetivo de investigar o comportamento das difusividades dos modos hidrodinâmicos em função da concentração de nanopartículas magnéticas (ferrofluido FF). O alinhamento do diretor é bastante favorecido com a presença das nanopartículas, como previsto na literatura [32]. Além disso, em baixas concentrações (< 10^13 grãos/mL) as nanopartículas não interferem nos espectros de autocorrelação, sendo possível observar as flutuações orientacionais do diretor nemático. Dessa forma, a incorporação de grãos magnéticos auxiliou nas medidas de DLS, principalmente no que diz respeito à seleção dos modos hidrodinâmicos. Os resultados mostraram que, em fase NC , as difusividades Dsplay e Dbend diminuíram com o aumento da concentração de FF. Por outro lado, a difusividade Dtwist praticamente não foi afetada com a incorporação de FF. No entanto, na fase ND, foi possível observar quedas nos valores de Dsplay e Dtwist , comparando com a mistura sem FF (Nd3). / In the present dissertation we made a Dynamic Light Scattering (DLS) experimental setup as well as their clalibration. We use standard aqueous solution with polystyrene nanospheres, with 20 nm and 200 nm of mean diameter, for system calibation. After this process we investigated more complex systems as uniaxial lyotropic liquid crystals mixtures and ferronematic samples. Firstly, we investigate the behaviour of hydrodynamic modes as a function of ionic concentration. The experiments showed that D splay increases and D twist decreases when ionic concentration increases. There are many factors around this behaviour, one of them is the electrostatic shielding forming between nearby micelles that may favours the approximation between tham. The backflow effect also is a relevante phenomenon that minimize the viscous dissipation process of splay distortion. This effect tends to increase with ionic concentration. We also investigated the hydrodynamic behaviour of uniaxial lyotropic mixtures doped with magnetic nanoparticles (ferrofluid - FF). They were characterized by DLS measure-ments to investigated the role of dopping concetration on splay, twist, and bend distortions. According to our results the nanoparticles favours the director alignment by magnetic field as we can found in the literature [32]. Thus, the DLS measurements had been favored by addition of magnetics grains, particularly with regard to the selection role of hydrodynamic modes. Moreover, we have seen that the director relaxation process is not abruptly affected with incorporation of nanoparticles, at low quantities (< 10^13 grain/mL). In NC phase, Dsplay and Dbend tends to decreases when the FF concetrations increases. However the behavior of Dtwist is not completly clear. In ND phase, the addition of nanoparticles further decreases Dsplay and Dtwist , comparing with the free nanoparticles sample (Nd3).
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Espalhamento de luz dinâmico em cristais líquidos liotrópicos nemáticos uniaxiais / Dynamic light scattering in nematic uniaxial lyotropic liquid crystalsCelso Luiz Sigoli Risi 06 November 2015 (has links)
Neste trabalho, construímos um arranjo óptico para realizar medidas de espalhamento de luz dinâmico (Dynamic Light Scattering - DLS). Após o processo de montagem, o experimento foi calibrado por meio de soluções padrão de nanoesferas de poliestireno dispersas em água deionizada. Após a calibração, investigamos sistemas mais complexos como cristais líquidos nemáticos uniaxias, bem como misturas ferronemáticas. A primeira etapa dos estudos teve como objetivo investigar o comportamento das difusividades dos modos hidrodinmicos splay e twist, em função da concentração iônica das misturas. As amostras preparadas se diferenciavam apenas pela quantidades de sal em suas composições. Observamos um aumento em Dsplay e diminuição de Dtwist com o aumento na concentração de sal. Esses efeitos são multifatoriais e podem estar relacionados à blindagem eletrostática intermicelar, favorecendo a aproximaao entre micelas vizinhas. O efeito de backflow também é um fenômeno relevante que minimiza os efeitos dissipativos e está associado as distorções de splay. Por fim, foram realizadas medidas de DLS em misturas ferronemáticas liotrópicas uniaxiais, com o objetivo de investigar o comportamento das difusividades dos modos hidrodinâmicos em função da concentração de nanopartículas magnéticas (ferrofluido FF). O alinhamento do diretor é bastante favorecido com a presença das nanopartículas, como previsto na literatura [32]. Além disso, em baixas concentrações (< 10^13 grãos/mL) as nanopartículas não interferem nos espectros de autocorrelação, sendo possível observar as flutuações orientacionais do diretor nemático. Dessa forma, a incorporação de grãos magnéticos auxiliou nas medidas de DLS, principalmente no que diz respeito à seleção dos modos hidrodinâmicos. Os resultados mostraram que, em fase NC , as difusividades Dsplay e Dbend diminuíram com o aumento da concentração de FF. Por outro lado, a difusividade Dtwist praticamente não foi afetada com a incorporação de FF. No entanto, na fase ND, foi possível observar quedas nos valores de Dsplay e Dtwist , comparando com a mistura sem FF (Nd3). / In the present dissertation we made a Dynamic Light Scattering (DLS) experimental setup as well as their clalibration. We use standard aqueous solution with polystyrene nanospheres, with 20 nm and 200 nm of mean diameter, for system calibation. After this process we investigated more complex systems as uniaxial lyotropic liquid crystals mixtures and ferronematic samples. Firstly, we investigate the behaviour of hydrodynamic modes as a function of ionic concentration. The experiments showed that D splay increases and D twist decreases when ionic concentration increases. There are many factors around this behaviour, one of them is the electrostatic shielding forming between nearby micelles that may favours the approximation between tham. The backflow effect also is a relevante phenomenon that minimize the viscous dissipation process of splay distortion. This effect tends to increase with ionic concentration. We also investigated the hydrodynamic behaviour of uniaxial lyotropic mixtures doped with magnetic nanoparticles (ferrofluid - FF). They were characterized by DLS measure-ments to investigated the role of dopping concetration on splay, twist, and bend distortions. According to our results the nanoparticles favours the director alignment by magnetic field as we can found in the literature [32]. Thus, the DLS measurements had been favored by addition of magnetics grains, particularly with regard to the selection role of hydrodynamic modes. Moreover, we have seen that the director relaxation process is not abruptly affected with incorporation of nanoparticles, at low quantities (< 10^13 grain/mL). In NC phase, Dsplay and Dbend tends to decreases when the FF concetrations increases. However the behavior of Dtwist is not completly clear. In ND phase, the addition of nanoparticles further decreases Dsplay and Dtwist , comparing with the free nanoparticles sample (Nd3).
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