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Type: TESE
Title: Espectroscopia de lente térmica : propriedades térmicas de cristais líquidos
Author: Pereira, Jose Roberto Dias
Advisor: Mansanares, Antonio Manoel, 1964-
Abstract: Resumo: Cristais liquidos são sistemas fluidos que apresentam propriedades intermediárias entre a fase sólida e fase líquida e, são formados por um arranjo molecular com ordem estrutural. Estes sistemas estão classlticados como Cristais Líquidos Termotrópicos, Cristais Líquidos Liotropicos e Cristais Plasticos. Desde a sua descoberta, estes sistemas têm mostrado ser uma importante área de pesquIsa da matéria condensada. Como conseqüência tivemos uma revolução tecnológica na indústrIa eletro-eletrônica com a produção de mostradores de cristal líquido, culminado na produção em larga escala de computadores e televisores portáteis de alta definição, devido à substituição dos tubos de raios catódicos por mostradores de cristal líquido. Neste trabalho utilizamos a espectroscopia de lente térmica na configuração de modo descasado para determinar a difusividade térmica de amostras de cristal líquido Liotrópico na fase nemática cilíndrica. A espectroscopia de lente térmica é uma técnica transiente usada para caracterizar propriedades ópticas e térmicas de materiais de baixa absorção óptica. As amostras estudadas foram: 1) laurato de potássio (29,4% em peso), decanol (6,6%) e água (64%); 2) laurato de potássio (34,5%), cloreto de potássio (3,0%) e água (62.5 %); 3) e 4): amostra 1 dopada com ferrofluido em duas concentrações. As amostras foram orientadas em campo magnético, tanto na direção paralela quanto na perpendicular às paredes da célula de amostra, e a textura da fase nemática cilindrica foi observada no microscópio óptico com polarizadores cruzados. A adição de ferrofluido nestes sistemas deve-se à maior facilidade de orientação das micelas na presença de campo magnético. A difusividade térmica (paralela e perpendicular ao diretor da fase) foi determinada a partir das medidas de lente térmica nas amostras orientadas. Os resultados obtidos para as amostras 1 e 2 indicam que a anisotropia térmica deste sistema é menor que aquela dos cristais líquidos termotrópicos na fase nemática cilíndrica. Um modelo de resistências térmicas é apresentado, relacionando a anisotropia térmica à forma das micelas. Este modelo ajusta bem os resultados experimentais, tanto no caso das misturas liotrópicas aqui investigadas, quanto no caso dos cristais líquidos termotrópicos, encontrados na literatura. Os resultados obtidos para as amostras 3 e 4 mostram que a anisotropia térmica é reduzida com a adição de ferrofluido. Além disso, a difusividade térmica também diminui com a dopagem, indicando que as partículas de ferrofluido desempenham papel significativo na propagação do calor na amostra

Abstract: Liquid Crystals are fluids that present intermediate properties between solid and liquid, and consist of a molecular arrange with structural order. These systems are classified as Thermotropic Liquid Cristals, Lyotropie Liquid Crystals and Plastic Crystals. Since their discovery, these systems have shown to be an important area of condensed matter research. As a result, a technological revolution took place in the electronics industry, with the production of liquid crystal displays, achieving the large scale production of portable computer and television displays through the replacement of the catodic ray tubes. In this work we used the thermal lens spectroscopy in the mismatched mode to determine the thermal diffusivity of Lyotropic Liquid Crystal samples in their nematic calamitic phase. The thermal lens spectroscopy is a transient technique suitable to characterize both optical and thermal properties of very low optical absorption samples. The samples studied were:1) potassium laurate (29.4 wt%), decanol (6.6 wt%), water (64 wt%); 2) potassium laurate (34.5 wt%), potassium chloride (3.0 wt%), water (62.5 wt%); 3) and 4)sample 1 doped with ferrofluid (two concentrations). The samples were aligned in a magnetic field with the director of the phase both parallel and perpendicular to the cell walls, and the textures of the aligned phases were observed with an optical microscope through crossed polarizers. Ferrofluid doping in these systems is used to make alignment in the magnetic field easier. The thermal diffusivity (parallel and perpendicular to the director of the phase) was determined from the thermal lens measurements performed on the aligned samples. The results obtained for samples 1 and 2 indicate that thermal anisotropy in this system is lower than for thermotropic liquid crystals in their nematic calamitic phase. A thermal resistance model is presented, relating the thermal anisotropy to the micelle shape. This model fits quite well the experimental results, both in the case of lyotropic mixtures here investigated and in the case of thermotropic liquid crystals found in the literature. The results obtained for samples 3 and 4 show that the thermal anisotropy is reduced when ferrofluld is added. Furthermore, the thermal diffusivity itself is also reduced with doping, indicating that ferrofluid particles play a significant role in the heat propagation in the sample
Subject: Cristais líquidos
Difusividade térmica
Materiais compostos - Propriedades térmicas
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 1997
Appears in Collections:IFGW - Dissertação e Tese

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