Address:
Institut für Theoretische Physik I
Universität Erlangen-Nürnberg
Staudtstraße 7
91058 Erlangen
Germany

How to find us

Phone: +49-9131-85 28442
Fax: +49-9131-85 28444

Department Physik
Teilbibliothek Physik Web-Opac
UnivIS FAU Erlangen-Nürnberg

Physikalisches Kolloquium
Kolloquium der Theor. Physik
Gruppenseminar der Theorie 1

News

Dichtefunktionaltheorie beschreibt nematische Flüssigkristalle

imagePhasen von Flüssigkristallen

Stäbchenförmige Moleküle können sich in einer Flüssigkeit spontan ausrichten und einen 'Flüssigkristall' bilden, wenn ihre Dichte einen kritischen Wert übersteigt. Auch bei biologischen Viren oder in Suspensionen von stäbchenförmigen Nanoteilchen kann man eine solche kollektive Ordnung beobachten, die man 'nematisch' nennt und technisch z.B. in Flüssigkristallanzeigen (LCDs) nutzt.

Hendrik Hansen-Goos hat nun in seiner Doktorarbeit eine Dichtefunktionaltheorie für Flüssigkeiten mit stäbchenförmigen Teilchen entwickelt, die erstmals in der Lage ist, die Phasengrenze (rote Linie) zwischen isotroper Orientierung und nematischer Ausrichtung der Teilchen quantitativ korrekt und in Übereinstimmung mit Simulationen (Punkte) zu berechnen. Dass Ordnung spontan aus Unordnung entstehen kann, erklärte bereits 1949 Lars Onsager durch die höhere Entropie der nematischen Ausrichtung verglichen mit einer isotropen Verteilung der Teilchen. 1989 stellte Y. Rosenfeld eine Dichtefunktionaltheorie vor, die die Eigenschaften inhomogener Flüssigkeiten von harten Kugeln quantitativ genau erklären kann. Eine Erweiterung der Theorie für nicht-sphärische Teilchen war jedoch nicht in der Lage nematische Phasen zu beschreiben. Dies ist nun basierend auf integralgeometrischen Methoden gelungen und beschrieben in der Veröffentlichung Hendrik Hansen-Goos und Klaus Mecke, 'Fundamental Measure Theory for Inhomogeneous Fluids of Nonspherical Hard Particles'.

www.physik, 2009-02-15