Document
Surface tension of a liquid crystal in the vicinity of the transition temperature
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2007
Language
English
Subject
English abstract
The behavior of the surface tension of 5CB near the nematic-isotropic
transition temperature has been investigated using two different technique pendant drop and the sessile drop. We have shown that the surface tension behaves normally away from the transition temperature; it decreases as the temperature increase. This is because the molecules on the surface of the liquid are less ordered than the one on the bulk. On both techniques, at a temperature 1.5 degree below the transition the surface tension canny start to increase by increasing the temperature and continues the same behavior up to one degree above the transition on the pendant drop technique and 1.5 degree on the sessile droptechnique. The surface tension shows a positive discontinuity on the
pendant drop technique and a negative discontinuity on the sessile drop technique.
Optical observations of the surface of the 5CB drop below the transition
temperature were also done. It shows that the surface of the drop close to the
transition is not uniform; there are some fluctuating areas at the surface between the nematic and the isotropic phases. These fluctuations and abnormality of the surface tension behavior happens between two points that corresponds to the spinodal points. This work gives explanation to the surface tension behavior and the optical observations of the drop surface.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
تم دراسة سلوك خاصية التوتر السطحي بتغير درجة الحرارة للسوائل البلورية لمادة ( 5CB ) بالقرب من درجة تحول المادة من الحالة السائلة الى حالة النيماتيك ( ابسط حالات السوائل البلورية ) ( - Nematic
Isotropic transition temperature ) ، تم اختيار طريقتين لقياس التوتر السطحي للمادة : طريقة القطرة
المتزنة على السطح الأفقي ( sessile drop ) ، وطريقة القطرة المتزنة المعلقة ( pendant drop ).
وكانت نتائج الدراسة للطريقتين ، إن التوتر السطحي للمادة ( 5CB ) يسلك السلوك الطبيعي بعيدا عن درجة التحول، أي أنه يقل بزيادة درجة الحرارة وذلك لان الجزئيات على السطح الخارجي للقطرة تقل درجة ترتيبها مقارنة بالجزئيات في الداخل . يتغير سلوك التوتر السطحي بالاقتراب من درجة التحول للمادة ( 5CB ) فعند درجة حرارة اقل من درجة التحول بدرجة ونصف تقريبا يبدأ التوتر السطحي بالزيادة بارتفاع درجة الحرارة ويستمر هذا السلوك بعد درجة التحول حتى تصل درجة الحرارة إلى درجة أكبر من درجة التحول بدرجة ونصف في طريقة القطرة على السطح الأفقي وبدرجة واحدة في طريقة القطرة المعلقة ، وعند درجة التحول فان التوتر السطحي يظهر فجوة سالبة في الطريقة الأولى ( negative discontinuity ) وفجوة موجبة في الطريقة الثانية ( positive discontinuity )كما تمت دراسة سطح قطرة من المادة تحت المجهر البصري ( optical observations ) أسفل درجة التحول ، واظهرت الدراسة أن سطح القطرة بالقرب من درجة التحول ليس موحد ، اذ تظهر بعض المناطق التي تتحول من حالة النيماتيك الى الحالة السائلة وبالعكس دون استقرار ، وقد تم الربط بين سلوك التوتر السطحي الغير متوقع وظهور هذه المناطق بدرجتي حرارة ( spinodal points ).
Isotropic transition temperature ) ، تم اختيار طريقتين لقياس التوتر السطحي للمادة : طريقة القطرة
المتزنة على السطح الأفقي ( sessile drop ) ، وطريقة القطرة المتزنة المعلقة ( pendant drop ).
وكانت نتائج الدراسة للطريقتين ، إن التوتر السطحي للمادة ( 5CB ) يسلك السلوك الطبيعي بعيدا عن درجة التحول، أي أنه يقل بزيادة درجة الحرارة وذلك لان الجزئيات على السطح الخارجي للقطرة تقل درجة ترتيبها مقارنة بالجزئيات في الداخل . يتغير سلوك التوتر السطحي بالاقتراب من درجة التحول للمادة ( 5CB ) فعند درجة حرارة اقل من درجة التحول بدرجة ونصف تقريبا يبدأ التوتر السطحي بالزيادة بارتفاع درجة الحرارة ويستمر هذا السلوك بعد درجة التحول حتى تصل درجة الحرارة إلى درجة أكبر من درجة التحول بدرجة ونصف في طريقة القطرة على السطح الأفقي وبدرجة واحدة في طريقة القطرة المعلقة ، وعند درجة التحول فان التوتر السطحي يظهر فجوة سالبة في الطريقة الأولى ( negative discontinuity ) وفجوة موجبة في الطريقة الثانية ( positive discontinuity )كما تمت دراسة سطح قطرة من المادة تحت المجهر البصري ( optical observations ) أسفل درجة التحول ، واظهرت الدراسة أن سطح القطرة بالقرب من درجة التحول ليس موحد ، اذ تظهر بعض المناطق التي تتحول من حالة النيماتيك الى الحالة السائلة وبالعكس دون استقرار ، وقد تم الربط بين سلوك التوتر السطحي الغير متوقع وظهور هذه المناطق بدرجتي حرارة ( spinodal points ).
Category
Theses and Dissertations
File size
3.52 MB
0
0
