Electro and photomechanical effects in organic soft materials  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
81250
Type K
Principal investigator Jánossy, István
Title in Hungarian Elektro és fotomechanikai jelenségek szerves lágy anyagokban
Title in English Electro and photomechanical effects in organic soft materials
Keywords in Hungarian elektromechanikai jelenségek, fotomechanikai jelenségek, folyadékkristályok, elasztomerek, polimerek
Keywords in English electromechanical effects, photomechanical effects, liquid crystals, elastomers, polymers
Discipline
Solid-state Physics (Council of Physical Sciences)80 %
Ortelius classification: Solid state physics
Physics (Council of Physical Sciences)10 %
Ortelius classification: Soft matter and polymer physics
Organic, Biomolecular, and Pharmaceutical Chemistry (Council of Physical Sciences)10 %
Ortelius classification: Macromolecular chemistry
Panel Physics
Department or equivalent Complex Fluids Department (Wigner Research Centre for Physics of the Hungarian Academy of Sciences)
Participants Buka, Ágnes
Éber, Nándor
Fodor, Tamásné
Salamon, Péter
Tóth Katona, Tibor
Vajda, Boldizsárné
Starting date 2010-04-01
Closing date 2014-06-30
Funding (in million HUF) 12.701
FTE (full time equivalent) 15.31
state closed project
Summary in Hungarian
A projekt során néhány elektro és fotomechanikai jelenség tanulmányozását tervezzük lágy kondenzált anyagokban (folyadékkristályok, folyadékkristályos elasztomerek, festékkel doppolt polimerek). Az elektromos tér és a mechanikai (orientációs) deformációk között fellépő csatolást (flexoelektromos effektus) elsősorban hajlott törzsű molekulákból felépített folyadékkristályokon és elasztomereken kívánjuk megvizsgálni. E vizsgálatok célja a flexoelektromos együtthatók és a molekula alakja közötti összefüggés jobb megértése. A fotoindukált transz-cisz izomerizáció által létrejövő mechanikai torzulások vizsgálatát tervezzük azo festékkel adalékolt elasztomerekben és polimerekben. Külön figyelmet fordítunk a fény polarizációjával összefüggő jelenségeknek. Ezen belül, az azobenzol molekulákat tartalmazó polimerekben észlelt felületi domborulatok alakjának polarizációfüggésére keresünk magyarázatot.
Summary
In the project we intend to study a number of electro and photomechanical effects in soft condensed systems, such as liquid crystals, liquid crystalline elastomers and dye-doped polymers. The coupling between an electric field and mechanical (orientational) deformations (flexoelectric effect) will be investigated in liquid crystals and elastomers, both based on bent-core molecules. The aim of the proposed studies is to have a better understanding of the relation between the flexoelectric coefficients and the molecular shape. The mechanical distortions generated by photoinduced trans-cis isomerization are planned to be examined in azo-dye doped elastomers and polymer films. A special emphasis will be given to the dependence of the observed effects on the polarization state of the light. In particular, we seek for an explanation of the polarization-dependent shape of the surface relief observed in azobenzene functionalized polymers.





 

Final report

 
Results in Hungarian
Dielektromos és rugalmasságtani vizsgálatokat végeztünk hajlott törzsű molekulákból álló folyadékkristályokban. Flexoelektromos domének észlelésével meghatároztuk néhány anyag flexoelektromos együtthatóit. Foglalkoztunk a flexoelektromosság szerepével a folyadékkristályokban elektromos térrel keltett mintázatok kialakulásánál. Az elméleti várakozásokat egyen és váltófeszültség alkalmazásával kisérletileg igazoltuk. Folyadékkristály fázissal (ill. fázisokkal) rendelkező különböző bifenil és fenil-benzoát alapú reaktív monomereket szintetizáltunk. Ezek fázisdiagrammjait polarizációs mikroszkópia és differenciális pásztázó kalorimetria módszereivel meghatároztuk. Azobenzol csoportot tartalmazó, új, reaktív folyadékkristály monomerből fésűs polimereket készítettünk és megmértük ezen anyagok optikai tulajdonságait. A projekt keretében tanulmányoztuk az azo-vegyületeket oldalláncként tartalmazó polimerekben a fénnyel keltett felületi mintázatok jelenségét. Fehér fényforrást ill. monokromatikus lézersugárzást használva sztatikus és dinamikus instabilitásokat észleltünk fotoérzékeny folyadékkristály cellákban; a dinamikus esetet fényszórás segitségével is vizsgáltuk.
Results in English
We performed dielectric and elasticity studies on bent-core liquid crystals. From the observation of flexoelectric domains we deduced the flexoelectric coefficients of several materials. We studied the role of flexoelectricity in electric-field induced pattern formation in liquid crystals. The theoretical expectations were proved experimentally with the help of direct and alternating electric fields. We synthetized biphenyl and phenyl-benzoate based reactive monomers, which exhibited one or more liquid crystalline phases. The phase diagrams of these substances were determined by polarizing microscopy and differential scanning calorimetry. We prepared from new, reactive liquid crystallone monomers side-chain polymers and measured the optical properties of these materials. Within the frame of the project we investigated the light-induced formation of surface strutures in azo-functionalized side-chain polymers. Applying white light source and monochromatic laser irradiation, we observed static and dynamic instabilities in photosensitive liquid crystal cells; the dynamic case was studied through light-scattering as well.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=81250
Decision
Yes





 

List of publications

 
L. E. Aguirre, E. Anoardo, N. Éber, Á. Buka: Regular structures in 5CB liquid crystals under the joint action of ac and dc voltages., Phys. Rev. E 85, 041703/1-9, 2012
Á. Buka, N. Éber, K. Fodor-Csorba, A. Jákli and P. Salamon: Physical Properties of a Bent-Core Nematic Liquid Crystal and its Mixtures with Calamitic Molecules, Phase Transitions. 85 (10), 872-887, 2012
P. Salamon, N. Éber, M. Lehmann, J.T. Gleeson, S. Sprunt and A. Jákli: Dielectric technique to measure the twist elastic constant of liquid crystals, Phys. Rev. E 85, 061704/1-9, 2012
N. Éber, L. O. Palomares, P. Salamon, A. Krekhov and Á. Buka: Temporal evolution and alternation of mechanisms of electric field induced patterns at ultra-low- frequency driving., Phys. Rev. E. 86, 021702/1-9, 2012
P. Salamon, N. Éber, A. Krekhov and Á. Buka: Flashing flexodomains and electroconvection rolls in a nematic liquid crystal, Phys. Rev. E. 87, 032505/1-10, 2013
A. Jákli, J. Harden and N. Éber: Flexoelectricity of bent-core molecules, Flexoelectricity in Liquid Crystals. Theory, Experiments and Applications, Imperial College Press, London, Chapter 3 pp. 61-99, 2012
Á. Buka, T. Tóth-Katona, N. Éber, A. Krekhov and W. Pesch: The role of flexoelectricity in pattern formation., Flexoelectricity in Liquid Crystals. Theory, Experiments and Applications, Imperial College Press, London, Chapter 4, pp. 101–135, 2012
N. Tomašovičová, M. Timko, Z. Mitróová, M. Koneracká, M. Rajňak, N. Éber, T. Tóth-Katona, X. Chaud, J. Jadzyn, and P. Kopčanský: Capacitance changes in ferronematic liquid crystals induced by low magnetic fields, Phys. Rev. E 87, 014501/1-4, 2013
I. Jánossy, L.O. Palomares, K. Fodor-Csorba, A. Vajda: Light-induced disclination loops and pattern formation in liquid crystals, 13th International Symposium on Colloidal and Molecular Electrooptics, Gent, Belgium, Book of Abstracts pp 145 -146, 2012
L.O. Palomares, I. Jánossy, J.A. Reyes: Director Orientation of a Nematic Liquid Crystal Cell with a Photosensitive Layer, 13th International Symposium on Colloidal and Molecular Electrooptics, Gent, Belgium, Book of Abstracts, pp. 151 -152, 2012
I. Jánossy, K. Fodor Csorba, A. Vajda, T. Tóth Katona: Laser-induced instabilities in liquid crystal cells with a photosensitive substrate, Phys. Rev. E 89; 012504/1-6, 2014
J. Markovic, N. Trisovic, T. Tóth-Katona, M. Milcic, A. Marinkovic, C. Zhang, A. Jákli, K. Fodor-Csorba: Structure-property relationship study of bent-core mesogens with pyridin as the central unit, New J. Chem. 38, 1751-1760, 2014
T. Tóth-Katona, M. Cigl, K. Fodor-Csorba, V. Hamplová, I. Jánossy, M. Kaspar, T. Vojtylová, F. Hampl, A. Bubnov: Functional photochromic methylhydrosiloxane-based side chain liquid crystalline polymers, Macromol. Chem. Phys. 215, 742-752, 2014
I. Jánossy, K. Fodor-Csorba, A. Vajda, L. O. Palomares, T. Tóth-Katona: Light-induced instabilities in photooriented liquid crystal cells, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 594, közlésre elfogadva, 2014
T. Tóth-Katona, K. Fodor-Csorba, A. Vajda, I. Jánossy: Instabilities induced by light in liiquid crystal cells with a photo-responsive substrate, Proceedings of the 15th Small Triangle Meeting on Theoretical Physics, IEP SAS, Kosice pp. 136-141, 2014
M. Cvetinov, D. Obadovic, M. Stojanovic, A. Vajda, N. Éber, K. Fodor-Csorba, I. Ristic: Mesophase behaviour of binary mixtures of bent-core and calamatic compounds, Liquid Crystals 40, 1512-1519, 2013
Y. Xiang, YK Liu, Á. Buka, N. Éber, ZY. Zhang,MY. Xu, E. Wang: Electric-field-induced patterns and their temperature dependence in a bent-core liquid crystal, Phys. Rev. E 89, 012502/1-9, 2014
P. Salamon, N. Éber, Á. Buka, T. Ostapenko, S. Dölle, R. Stannarius: Magnetic control of flexoelectric domains in a nematic fluid, Soft Matter, 10, 4487-4497, 2014
N. Éber, P. Salamon, B. Fekete, T. Tóth-Katona, R. Karapinar, M. Sacks, Á. Buka: Electroconvection in a Nematic Liquid Crystal under Superposed AC and DC Electric Voltages, Proceedings of the 15th Small Triangle Meeting on Theoretical Physics, IEP SAS, Kosice pp. 46-51, 2014
N. Éber, P. Salamon, B. Fekete, T. Tóth-Katona, R. Karapinar, M. Sacks, A. Krekhov, W. Pesch, Á. Buka: Patterns induced by superposed AC and DC electric voltages in nematic liquid crystals, 25th International Liquid Crystal Conference, Dublin, 29 June - 4 July, 2014
P. Salamon: Extraordinary properties of bent-core and rod-like nematic liquid crystals, Országos Doktori Tanács adatbázisa, 2013
Kumar P, Heuer J, Tóth-Katona T, Éber N, Buka Á: Convection roll instability in spite of a large stabilizing torque, Phys. Rev. E: 81, 020702, 2010
Péter Salamon, Nándor Éber, Ágnes Buka, James T. Gleeson, Samuel Sprunt and Antal Jákli: Dielectric properties of mixtures of a bent-core and a calamitic liquid crystal, Phys. Rev. E 81, 031711, 2010
Madhabi Majumdar, Péter Salamon, Antal Jákli, James T. Gleeson, and Samuel Sprunt: Elastic constants and orientational viscosities of a bent-core nematic liquid crystal, Phys. Rev. E 83, 031701, 2011
Nándor Éber, Jana Heuer, Ralf Stannarius, Gergely Tátrai, and Ágnes Buka: Director distortions and singularities in inhomogeneous fields, Phys. Rev. E. 81, 051702, 2010
Agnes Buka, Martin May, Wolfgang Schöpf, Ingo Rehberg and Alexei Krekhov: Frequency driven transition from a static, periodic distortion to convection patterns, 23rd International Liquid Crystal Conference (ILCC 2010), Krakow, 2010
Alexei Krekhov, Werner Pesch, Ágnes Buka: Flexoelectricity and pattern formation in nematic liquid crystals., Phys. Rev. E. 83, 051706, 2011
Tibor Toth-Katona, Nandor Eber, Agnes Buka: Temporal response to harmonic driving in electroconvection, Phys. Rev. E. 83, 061704, 2011
Tóth Katona T, Fodor-Csorba K, Hamplova V, Bubnov A, Kaspar M: New reactive liquid crystalline monomers, resulting polysiloxanes and elastomers, pp. P3-8, Book of Abstracts, 6th International Liquid Crystal Elastomer Conference, Lisbon, Portugal, September 05 – 07, 2011
P. Salamon, L. Palomares, N. Éber, Á. Buka: Pattern formation in a nematic liquid crystal at ultra low frequencies, Poster PP-P*-04, 13th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals (FLC2011), Niagara Falls, 29 August – 2 September, 2011
István Jánossy, Katalin Fodor-Csorba, Anikó Vajda, Laura O. Palomares: Light-induced spontaneous pattern formation in nematic liquid crystal cells, Applied Physics Letters 99, 111103, 2011





 

Events of the project

 
2011-06-07 15:26:39
Résztvevők változása




Back »