Каскадное образование топологических дефектов и сателлитных капель при динамической капиллярной неустойчивости в жидких кристаллах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обнаружено образование топологических дефектов на границе нематик-изотропная жидкость и вблизи сателитных капель при разрыве и фрагментации перешейка изотропной фазы между областями нематика. Этот процесс реализован в тонких оптических ячейках, заполненных жидким кристаллом. Найдена критическая ширина перешейка, при которой имеет место универсальная зависимость его ширины от времени, определяемая значением капиллярной скорости (отношение поверхностного натяжения к вязкости).

Об авторах

П. В. Долганов

Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН

Email: masalov@issp.ac.ru
Россия, ул. Академика Осипяна, 2, г. Черноголовка, Московская область, 142432

Н. А. Спириденко

Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН

Email: pauldol@issp.ac.ru
Черноголовка, Московская область, 142432 Россия

В. К. Долганов

Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН

Email: pauldol@issp.ac.ru
Черноголовка, Московская область, 142432 Россия

Е. И. Кац

Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН

Email: pauldol@issp.ac.ru
Черноголовка, Московская область, 142432 Россия

К. Д. Бакланова

Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН;Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"

Автор, ответственный за переписку.
Email: pauldol@issp.ac.ru
Черноголовка, Московская область, 142432 Россия;Москва, 101000 Россия

Список литературы

  1. J. Eggers, Rev. Mod. Phys. 69, 865 (1997).
  2. J. Eggers and E. Villermaux, Rep. Prog. Phys. 71, 036601 (2008).
  3. W. S. Rayleigh, Proc. London Math. Soc. 4, 10 (1878).
  4. N. Bohr, Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. 209, 281 (1909).
  5. J. Plateau, Statique Exp'erimentale et Th'eoretique des Liquides Soumisaux Seules Forces Mol'ecoulaires, Gautethier-Villars, Paris (1873).
  6. Y. Lee and J. E. Sprittles, J. Fluid Mech. 797, 29 (2016).
  7. H. A. Stone, B. J. Bentley, and L. G. Lead, J. Fluid Mech. 173, 131 (1986).
  8. B. M. Tjahjadi, H. A. Stone, and J. M. Ottino, J. Fluid Mech. 243, 297 (1992).
  9. X. Zhang, R. S. Padgett, and O. A. Basaran, J. Fluid Mech. 329, 207 (1996).
  10. J. C. Burton, J. E.Rutledge, and P. Taborek, Phys. Rev. Lett. 92, 244505 (2004).
  11. J. C. Burton and P. Taborek, Phys. Rev. Lett. 98, 224502 (2007).
  12. E. Alvarez-Lacalle, J. Casademunt, and J. Eggers, Phys. Rev. E 80, 056306 (2009).
  13. A. A. Castrejon-Pita, J. R. Castrejon-Pita, and I. M. Hutchings, Phys. Rev. Lett. 108, 074506 (2012).
  14. D. Tiwari, L. Mercury, M. Dijkstra, H. Chaudhary, and J. F. Hern'andez-S'anchez, Phys. Rev. Fluids 3, 124202 (2018).
  15. H. Wee, B. W. Wagoner, P. M. Kamat, and O. A. Basaran, Phys. Rev. Lett. 124, 204501 (2020).
  16. P. Bazazi, H. A. Stone, and S. H. Hejazi, Phys. Rev. Lett. 130, 034001 (2023).
  17. J. R. Lister and H. A. Stone, Phys. Fluids 10, 2758 (1998).
  18. A. B. Bazilevskii and A. N. Rozhkov, Fluid Dynamics 50, 800 (2015).
  19. A. Deblais, M. A. Herrada, I. Hauner, K. P. Velikov, T. van Roon, H. Kellay, J. Eggers, and D. Bonn, Phys. Rev. Lett. 121, 254501 (2018).
  20. N. B. Speirs, K. R. Langley, P. Taborek, and S. T. Thoroddsen, Phys. Rev. Fluids 5, 044001 (2020).
  21. П. Ж. де Жен, Физика жидких кристаллов, пер.с англ., Мир, М. (1978), 400 с.
  22. М. Клеман, О. Д. Лаврентович, Основы физики частично упорядоченных сред, пер. с англ., ФИЗМАТЛИТ, М. (2007), 680 с.
  23. P. Oswald and P. Pieranski, Nematic and Cholesteric Liquid Crystals: Concepts and Physical Properties Illustrated by Experiments, Taylor and Francis, Boca Raton (2005).
  24. I. Cohen, M. P. Brenner, J. Eggers, and S. R. Nagel, Phys. Rev. Lett. 83, 1147 (1999).
  25. J. Eggers and Z. Angew, Math. Mech. 85(6), 400 (2005).
  26. P. V. Dolganov, A. S. Zverev, K. D. Baklanova, and V. K. Dolganov, Phys. Rev. E 104, 014702 (2021).
  27. T. C. Lubensky and J. Prost, J. Phys. II France 2, 371 (1992).
  28. Y.-K. Kim, S. V. Shiyanovskii, and O. D. Lavrentovich, J. Phys. Condens. Matter 25, 404202 (2013).
  29. P. V. Dolganov and N. A. Spiridenko, Liq. Cryst. 49, 1933 (2022).
  30. S. Faetti, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 179, 217 (1990).
  31. Y.-J. Chen and P. H. Steen, J. Fluid Mech. 341, 245 (1997).
  32. D. T. Papageorgiou, J. Fluid Mech. 301, 109 (1995).
  33. D. T. Papageorgiou, Phys. Fluids 7, 1529 (1995).
  34. T. A. Kowalewski, Fluid Dyn. Res. 17, 121 (1996).
  35. G. H. McKinley and A. Tripathi, J. Rheol. 44, 653 (2000).
  36. J. Eggers, Phys. Rev. Lett. 71, 3458 (1993).
  37. P. Oswald and G. Poy, Phys. Rev. E 92, 062512 (2015).
  38. H. Wang, T. X. Wu, S. Ganza, J. R. Wu, and S.-T. Wu, Liq. Cryst. 33, 91 (2006).
  39. R. Basu, D. Kinnamon, N. Skaggs, and J. Womack, J. Appl. Phys. 119, 185107 (2016).
  40. П. В. Долганов, В. К. Долганов, Е. И. Кац, Письма в ЖЭТФ 115, 236 (2022).
  41. К. Д. Бакланова, В. К. Долганов, Е. И. Кац, П. В. Долганов, Письма в ЖЭТФ 117, 537 (2023).
  42. A. V. Subbotin and A. N. Semenov, Macromolecules 55, 2096 (2022).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023